Obsah Předmluva ..........................................................................................................................................6 Strojírenská metrologie - část 2 .......................................................................................................7 1 Kolimační měřidla ..........................................................................................................................8 1.1 Autokolimátor ............................................................................................................................9 2 Integrita povrchu..........................................................................................................................10 2.1 Makrogeometrie obrobené plochy............................................................................................10 2.2 Mikrogeometrie obrobené plochy .............................................................................................10 2.3 Zpevnění povrchu při obrábění ................................................................................................11 2.3.1 Kriteria hodnocení zpevnění povrchu a jejich měření .........................................................11 2.4 Zbytková napětí pod obrobeným povrchem..............................................................................13 2.4.1 Metody měření zbytkových napětí .....................................................................................14 2.5 Fyzikálně chemický stav povrchu – struktura povrchových vrstev .............................................15 3 Struktura obrobeného povrchu – drsnost povrchu....................................................................16 3.1 Výškové charakteristiky využívající křivku lineárního materiálového poměru ............................16 3.2 Parametry metody „motif“.........................................................................................................16 3.3 Pravidla pro hodnocení struktury povrchu ................................................................................17 4 Kontrola vaček .............................................................................................................................18 4.1 Posuvná vačka ........................................................................................................................18 4.2 Rotační vačky..........................................................................................................................18 4.2.1 Vačky s uzavřenou křivkou ................................................................................................18 4.2.2 Vačky s neuzavřenou křivkou ............................................................................................20 4.2.3 Kontrola inverzních vaček..................................................................................................20 4.3 Kontrola vačkových hřídelů......................................................................................................21 5 Vícerozměrová měřidla ................................................................................................................21 6 Sledovací měřidla.........................................................................................................................23 6.1 Měření a kontrola před obráběním ...........................................................................................24 6.2 Měření a kontrola v průběhu obrábění......................................................................................25 6.3 Měření a kontrola po obrábění .................................................................................................25 6.4 Kombinované měření a kontrola ..............................................................................................26 7 Třídicí automaty ...........................................................................................................................27 Základy řízení jakosti ......................................................................................................................29 1 Pojem jakosti................................................................................................................................30 2 Koncepce managementu jakosti .................................................................................................31 2.1 Koncepce ISO .........................................................................................................................31 2.2 Koncepce TQM (Total Quality Management)............................................................................32 2.3 Model EFQM ...........................................................................................................................32 2.3 Podnikové standardy ...............................................................................................................32 2.4 Procesní přístup ......................................................................................................................32 3 Politika jakosti..............................................................................................................................33 3.1 Základní pojmy ........................................................................................................................33 3.2 Hlavní cíle národní politiky podpory jakosti v České republice ..................................................34
3
4 Ekonomické aspekty jakosti........................................................................................................35 4.1 Význam jakosti v tržní ekonomice ............................................................................................35 4.2 Náklady na jakost ....................................................................................................................35 5 Jakost v předvýrobních etapách – plánování jakosti .................................................................37 5.1 Plánování jakosti nových výrobků ............................................................................................37 5.2 Vybrané metody zabezpečování jakosti návrhu........................................................................38 5.2 1 Hodnotová analýza ...............................................................................................................38 5.2.2 Metoda FMEA ...................................................................................................................39 6 Jakost v zásobování ....................................................................................................................40 6.1 Definování požadavků na jakost dodávek ................................................................................40 6.2 Posuzování alternativních dodavatelů a jejich výběr.................................................................40 7 Jakost ve výrobě..........................................................................................................................41 7.1 Formy a metody ověřování shody ve výrobě ............................................................................41 7.2 Samokontrola ..........................................................................................................................43 8 Jakost v povýrobních etapách ....................................................................................................44 9 Příručka jakosti ............................................................................................................................45 10 Řád podnikové metrologie.........................................................................................................46 10.1 Postup při zpracovávání řádu podnikové metrologie...............................................................48 11 Lidský činitel v systému jakosti ................................................................................................50 11.1 Informovanost - komunikace ..................................................................................................50 11.2 Motivace................................................................................................................................51 12 Metrologický konfirmační systém .............................................................................................52 12.1 Základní termíny metrologického konfirmačního systému.......................................................52 12.2 Určení platnosti norem pro konfirmační systém ......................................................................52 12.2.1 ČSN ISO 10012-1: Metrologický konfirmační systém pro měřicí zařízení .........................52 12.2.2 ČSN ISO 100012-2: Směrnice pro řízení procesů měření ................................................55 13 Statistické řízení a regulace výrobního procesu ......................................................................57 13.1 Zásady systému SPC ............................................................................................................57 13.2 Vlivy ovlivňující výrobní proces ..............................................................................................57 14 Nástroje řízení jakosti ................................................................................................................58 14.1 Kontrolní tabulky a formuláře pro sběr dat (záznamníky) ........................................................58 14.2 Histogramy ............................................................................................................................59 14.3 Vývojový (postupový) diagram ...............................................................................................61 14.4 Diagram příčin a následků (diagram rybí kosti, Ishikawův diagram) ........................................62 14.5 Paretův diagram (Paretova analýza) ......................................................................................63 14.6 Bodový (korelační) diagramy..................................................................................................65 14.7 Regulační diagramy...............................................................................................................67 14.7.1 Statistická regulace měřením...........................................................................................70 14.7.2 Statistická regulace srovnáváním ....................................................................................72 15 Hodnocení způsobilosti procesů, výrobních zařízení a měřidel ..............................................74 15.1 Způsobilost procesu a jeho znaky .........................................................................................74 15.2 Způsobilost výrobního zařízení ..............................................................................................78 15.3 Způsobilost měřidel................................................................................................................79 16 Statistická přejímka....................................................................................................................80 16.1 Statistická přejímka srovnáváním...........................................................................................81 16.1.1 Základní pojmy................................................................................................................81 16.1.2 Přejímací kriterium:..........................................................................................................81 16.1.3 Operativní charakteristika ................................................................................................82
4
16.1.4 Přejímací plán jedním výběrem........................................................................................82 16.1.5 Přejímací plán dvojím (několikerým) výběrem ..................................................................83 16.2 Statistická přejímka měřením .................................................................................................84 Literatura:........................................................................................................................................86
5
Předmluva Tento učební text navazuje na skripta Strojírenská metrologie – část 1. Tento studijní materiál je hlavně určen pro posluchače prvního ročníku navazujícího studia oboru strojírenská technologie – předmět „ Řízení jakosti a metrologie“, ale nejen pro ně. První část tohoto učebního materiálu rozšiřuje a doplňuje stati uvedené v již vydaných skriptech: Strojírenská metrologie – část 1, např. zabývá se problematikou základů hodnocení integrity povrchu, vícerozměrových měřidel a jejích použití pro kontrolu ve velkosériové a hromadné výrobě, metodou motif při hodnocení drsnosti povrchu atd. Druhá rozsáhlejší část předloženého učebního textu je věnována vybraným kapitolám z řízení jakosti. Termín „Strojírenská metrologie“ úzce souvisí s pojmem „Jakost výroby, výrobku (služby)“. Je pravdou, že nejlépe prosperující ekonomiky jsou založeny na základech jakostní produkce při výrobě a poskytování služeb a prací. Má nezastupitelné místo při kvantifikaci vybraných parametrů jakosti, může dlouhodobě sledovat úroveň jakosti hotových výrobků (polotovarů) pomoci metod statistické přejímky, regulovat a řídit výrobní proces tak, aby se předcházelo výrobě nevyhovujících (neshodných) výrobků. Je nutno současně vytvářet dokumenty, které kvantitativním způsobem dokladují úroveň produkce. Dle norem ISO řady 9000 musí výrobce kdykoliv prokázat, že má výrobu stále pod kontrolou (je schopen zaručit požadovanou jakost svých výrobků - služeb). Harmonizace českých právních předpisů a dokumentace v oblasti metrologie s mezinárodními a evropskými standardy klade neustále vyšší nároky na vybavení laboratoří a kontrolních pracovišť. Tento studijní materiál má obohatit znalosti studentů získaných na přednáškách, popř. být doplňkovým materiálem k zvládnutí úkolů na cvičeních a to hlavně v magisterském studijním programu „Strojírenská technologie“. Považuji za nezbytné, aby absolventi oboru Strojírenská technologie byli seznámeni se základy řízení jakosti jak po stránce teoretické, tak i praktické.
6
Strojírenská metrologie - část 2
7
1 Kolimační měřidla Kolimační měřidla: – se používají k měření rovinnosti, přímočarosti (obráběcí stroje) nebo souososti (např. ložisek), – se skládají z kolimátoru a dalekohledu (obr. 1.1), ložisko 1
–
kolimátor se skládá z trubice opatřené na jednom konci spojnou čočkou a v druhém v ohniskové rovině objektivu je osvětlená značka (matná destička s vyrytou stupnici), – kolimátor promítá stupnici jako by byla v nekonečnu,
ložisko 2
kolimátor
dalekohled
Obr. 1.1 Schéma kolimačního měřidla –
–
proti paprskům vycházejícím z kolimátoru umísťujeme dalekohled zaostřený na nekonečno, kde vidíme osvětlenou značku z kolimátoru bez ohledu na vzdálenost mezi kolimátorem a dalekohledem, je-li kolimátor nakloněn o úhel , přicházejí paprsky k dalekohledu šikmo a obraz stupnice kolimátoru se vysune ze středu nitkového kříže dalekohledu o hodnoty a v úhlových jednotkách (obr. 1.2), např. kontrola souososti ložisek. 15
L
10
f
5 25 20 15 10 5
5 10 15 10 15 20 25
a)
b)
Obr. 1.2 Měření sklonu pomoci dalekohledu a kolimátoru a) poloha dalekohledu a kolimátoru, b) zorné pole dalekohledu při měření sklonu –
hodnoty a a b v délkových souřadnicích vypočteme dle vztahů:
a f tg kde:
b f tg
f … ohnisková vzdálenost objektivu dalekohledu, , … úhlové odchylky. –
tam, kde nás nezajímají rozměry, kde potřebujeme jen srovnání, zda leží příslušná součást v jedné ose, používá se místo kolimátoru tzv. cílová značka s dvojitým záměrným křížem, (obr. 1.3)
Obr. 1.3 Zorné pole dalekohledu při použití cílové značky
8
1.1 Autokolimátor Autokolimátor (autokolimační dalekohled): – chod paprsků v kolimátoru je zrcadlovým obrazem chodu paprsků v dalekohledu, proto lze kolimátor nahradit odrazovým zrcadlem (dalekohled je vhodně upraven, tzv. autokolimační princip), – spojuje funkci kolimátoru a dalekohledu – je založen na dvou optických principech: na kolimaci světla, které vychází z bodového zdroje v ohniskové rovině a na odrazu rovnoběžného svazku paprsků na rovinné zrcadle (princip autokolimátoru - viz obr. 1.4),
Obr. 1.4 Princip autokolimátoru Princip: – v autokolimačním dalekohledu je v ohniskové rovině objektivu umístěna skleněná destička s úhlovými stupnicemi, – stojí-li odrazové zrcátko kolmo k optické ose dalekohledu, splývá odražený obraz záměrného kříže s vlastní značkou v dalekohledu, – vychýlení zrcátka o úhel způsobí posunutí obrazu záměrného kříže o dvojnásobnou hodnotu, tzn. úhel mezi paprskem dopadajícím a odraženým je 2 – vzhledem k rovnoběžnému svazku paprsků vycházejících z objektivu, nemá vzdálenost odrazového zrcátka od dalekohledu žádný vliv na měřenou úhlovou hodnotu, – používá se také násobná kolimace, u které se vkládá mezi odrazné zrcadlo a objektiv polopropustné zrcadlo, čímž se zvyšuje citlivost, – běžné autokolimátory mají rozsah měření závislý na vzdálenosti zrcadla, – největší rozsah bývá 6 až 20, nejistota měření 4 až 1 u klidného vzduchu Měření sklonu autokolimátorem viz obr. 1.5 (pro názornost záměrně zvětšeno, tzn. neodpovídá skutečným poměrům)
2
3
2
1
Obr. 1.5 Princip měření sklonu autokolimátorem 1 – skleněná destička se stupnici, 2 – objektiv, 3 – odrazové zrcádlo
9
2 Integrita povrchu Ovlivňování funkčnosti povrchu výrobními metodami je možno vyjádřit pojmem integrita povrchu. Tento pojem zahrnuje jednak podmínky, za jakých byla funkční plocha vytvořena, bere do úvahu technologické metody a jejich vliv na vlastnosti plochy po obrobení a dává do vztahu k funkčním požadavkům na součástku. Nejvýznamnější a nejčastější jakostní ukazatele, které můžeme zařadit do integrity povrchu jsou: – makrogeometrie obrobené plochy (odchylky tvaru), – mikrogeometrie obrobené plochy (drsnost), – změny fyzikálně-mechanických vlastnosti povrchové vrstvy – tvrdost (mikrotvrdost), zpevnění, – zbytková napětí pod obrobeným povrchem, – fyzikálně chemický stav povrchu. Tyto ukazatele vytvářejí předpoklady ovlivnění únavové pevnosti, odolnosti proti opotřebení, protikorozní stability, přesnosti lícování atd. Dále mají velký význam pro dynamicky namáhané součásti a části podléhající opotřebení.
2.1 Makrogeometrie obrobené plochy Makrogeometrii ovlivňuje: nepřesnost obráběcího stroje: geometrická (je dána odchylkami od předepsané vzájemné polohy funkčních částí stroje), kinematická (je charakterizována odchylkami skutečné dráhy mechanismů stroje od jejich ideálních drah), dynamická (je dána odchylkami vzájemné polohy uzlů stroje při zatížení řeznými silami), – nepřesnost nástroje (tvar nástroje, opotřebení řezné hrany, řezná geometrie, řezné odpory, nepřesnosti způsobené nepřesným nastavením nástroje na rozměr, atd.), – nepřesnost použitých přípravků (nepřesnosti přípravku při vymezení vzájemné polohy nástroje a obrobku, deformace obrobku způsobené upínacímu silami, deformace vlastního přípravku působením řezných sil atd.). Jednotlivým odchylkám makrogeometrie a jejich hodnocení je věnována kap.19 učebního textu „Strojírenská metrologie“ část1..
2.2 Mikrogeometrie obrobené plochy Obrobená plocha se tvoří jako obálková plocha trajektorie pracovního pohybu řezné hrany nástroje a od základních geometrických ploch určených strojnickým výkresem, tj. od roviny, válcové plochy nebo jiné geometrické plochy se podstatně liší, např. podélně soustružená plocha je šroubovitá, broušenou plochu tvoří rýhy po brusných zrnech apod. Obrobenou plochu charakterizuje mikrogeometrie – drsnost povrchu, která významně ovlivňuje funkci součásti. Mikrogeometrii (drsnost) povrchu ovlivňuje: – geometrie řezné části nástroje, – plastická deformace při tvorbě třísky, – řezné podmínky procesu obrábění, – tření řezného klínu o obrobenou plochu. Hodnotícím kriteriím mikrogeometrie, metodám a zařízením na měření drsnosti povrchu se věnuje kap. 20 učebního textu „Strojírenská metrologie“ část1.
10
2.3 Zpevnění povrchu při obrábění Zpevnění je vlastně vnější projev plastické deformace. Zpevnění je charakterizováno jako zvýšený odpor krystalické stavby kovové hmoty proti pohybu dislokací jako nositelů plastické deformace. Všechny jevy, které brání pohybu dislokací (hranice zrn, precipitáty, jiné dislokace, apod.), zvyšují zpevnění. Příčiny vzniku deformací pod obrobenými povrchy je možno hledat ve skutečnosti, že řezný klín nástroje není nikdy ideálně ostrý, tzv. průsečnice čelní a hřbetní plochy není ideální hrana, ale přechodová část je definována poloměrem zaoblení řezného klínu rn. Mechanismus tvorby zpevněné vrstvy vychází z mechanismu tvorby třísky. Na zpevnění povrchu má vliv: – vlastnosti obráběného materiálu - druh krystalické mřížky: hexagonální mřížka: malý počet kluzových rovin, malá plastická deformace před porušením, kubická plošně centrovaná mřížka: velký počet rovin s možnosti kluzového posunutí, velká plastická deformace před porušením, kubická prostorově centrovaná: tvoří přechod mezi oběma předchozími případy, – řezné podmínky (řezná rychlost vc – závislost má charakter hyperboly, posuv f – velmi významný vliv, stoupající závislost, hloubka řezu ap – ovlivnění jen v úzkých mezích, charakteristiky zpevnění s hloubkou ap stoupají)
2.3.1 Kriteria hodnocení zpevnění povrchu a jejich měření Deformace povrchové vrstvy po obrábění vyvolává změnu mikrostruktury a změnu fyzikálněmechanických vlastností, hlavně tvrdosti. Zpevnění obrobené plochy se nejčastěji charakterizuje: – stupněm zpevnění, – hloubkou zpevnění. Oba tyto parametry je možno zjistit měřením mikrotvrdosti. Dle hloubky ovlivněné vrstvy je možno použít metodu: – postupného odleptávání povrchových vrstev, – kolmých řezů, – šikmých řezů.
Metoda postupného odleptávání Metoda postupného odleptávání má řadu nevýhod: – nerovnoměrnost odleptávání, – obtížnost měření tvrdosti vzhledem na rozleptaný a nerovný povrch, – nemožnost opakování měření v již odleptané vrstvě, – potřeba drahého zařízení na elektrolytické leptání.
Metoda kolmých řezů Tato metoda je jednoduchá, ale je možno ji použít tam, kde zpevnění zasahuje do větší hloubky (0,5 1 mm). Rozhodující je možný počet vpichů při měření hloubky zpevnění.
Metoda šikmých řezů Metoda šikmých řezů: – se používá tehdy, když zpevnění zasahuje do malé hloubky,
11
–
pro zvětšení rozsahu měření mikrotvrdosti ovlivněné vrstvy se na zkušebních rovinných površích provede pod úhlem =2 (obr.2.1a), a na zkušebních vzorcích s válcovým povrchem metalografický výbrus (obr. 2.1b), skutečná vzdálenost vpichu h od povrchu u rovinného vzorku se určí ze vztahu:
h h 1 sin ,
skutečná vzdálenost vpichu h od povrchu u válcového vzorku se určí ze vztahu:
h R R 2 v2 b v ,
vpichy se provádějí postupně od povrchu směrem do materiálu v takovém množství, až mikrotvrdost dosáhne hodnoty mikrotvrdosti základního materiálu, b zpevněná vrstva
h
v h
h1
zpevněná vrstva
R
a)
b)
Obr. 2.1 Výbrusy vzorků pro hodnocení zpevnění povrchové vrstvy
vpichy se provádějí ve více rovinách vedle sebe a v každé hloubce se vyhodnotí průměrná hodnota mikrotvrdosti, stupeň zpevnění povrchu v % se určí dle vztahu:
HVMs … mikrotvrdost na povrchu (zpevnění), HVMz … mikrotvrdost základního materiálu. Nejcharakterističtější průběhy závislosti mikrotvrdosti na hloubce měření viz obr.2.2.
mikrotvrdost HVM
mikrotvrdost HVM
kde:
HVMs HVMz 100 HVMz
mikrotvrdost HVM
hloubka vrstvy h
hloubka vrstvy h
a)
b)
hloubka vrstvy h c)
Obr. 2.2 Typy závislosti mikrotvrdosti na hloubce povrchové vrstvy
12
průběh obr. 2.2a: mikrotvrdost HVM rovnoměrně klesá ve směru do materiálu, přechod do základního materiálu je plynulý a pomalý, toto svědčí o pevném spojení povrchové vrstvy ze základním materiálem. průběh obr. 2.2b: mikrotvrdost v tenké povrchové vrstvě ke konstantní, pak prudce klesá až na hodnotu mikrotvrdosti základního materiálu, přechod do základního materiálu je náhlý a ostrý, to svědčí o slabém spojení povrchové vrstvy se základním materiálem a napomáhá k loupání povrchu. průběh obr. 2.2c: mikrotvrdost se přechodem do hloubky nejprve zvětšuje, po dosažení maxima pomalu klesá na hodnotu mikrotvrdosti základního materiálu, tento průběh je charakteristický pro broušené povrchy, reprezentuje porušenou krystalickou mřížku na povrchu zpravidla se síti trhlinek.
Optická mikroskopie
rozlišovací schopnost a maximální zvětšení (asi 1500x) jsou omezeny vlnovou délkou použitého světla, spolehlivost výsledků získaných většinou na kolmých nebo šikmých řezech povrchu vyžaduje výběr vzorků bez vnesených ovlivnění během metalografické přípravy.
Elektrónová mikroskopie – –
poskytuje větší rozlišovací schopnost než optická mikroskopie, umožňuje tisícinásobné zvětšení.
Řádkovací elektrónové mikroskopy –
umožňují přímé pozorování morfologie struktury povrchu.
Rentgenová difrakce – – – –
umožňuje strukturální analýzu vrstev, metoda je poměrně rychlá, nedestruktivní a bez zvláštních požadavků na přípravu vzorků, poskytuje mnoho důležitých údajů, např. parametru mřížky, kvantitativní fázovou analýzu, určení velikosti zrna a jejich orientaci, hustotu čárových poruch atd, na vyhodnocení údajů rentgenové difrakce se používá zařízení s počítačovou nebo fotografickou registraci difraktovaného záření.
Difrakce (ohyb světla): – je projevem vlnových vlastnosti světla v jehož důsledku se světlo nešíří přímočaře, – setká-li se vlnění s překážkou, dojde na této překážce k jeho ohybu, – vlnění se tak odkloní od přímého směru svého šíření a šíří se i do oblasti tzv. geometrického stínu, – pokud je světlo koherentní, pozorujeme ohybový (difrakční) obrazec jako výsledek interference vlnění přicházejících z různých směrů a tedy s různými dráhovými rozdíly.
2.4 Zbytková napětí pod obrobeným povrchem Zbytková napětí jsou jedním z projevu použitých technologii obrábění, zůstávají v součástkách a konstrukcích po výrobním procesu a působí i bez vnějšího zatížení. Zbytková napětí ovlivňují funkčnost obrobených povrchů. Tato napětí můžeme rozdělit dle různých kriterií.
13
Dle příčiny, která napětí vyvolala, rozlišujeme: – napětí tahová (+), – napětí tlaková (-), – vložená (příčinou vzniku je působení vnějších sil nebo momentů), – vnitřní (vznikají bez působení vnějších sil, rovnovážný stav způsobí změnu rozměrů deformaci součásti). Dle doby působení rozlišujeme: – napětí okamžité – časované (zaniká po odstranění příčin, které jej vyvolaly, např. napětí způsobená rozdílem teplot v různých místech součásti, která zaniknou po vyrovnání teplot), – napětí trvalá – zbytková (zůstávají v součásti i po odstranění příčin, které je způsobily). Dle objemu, ve kterém vnitřní napětí dosahují rovnováhy, rozlišujeme: napětí I. druhu: zasahují celý objem součásti nebo její podstatnou část, tj. mají makroskopický charakter, porušením celistvosti součásti (např. rozřezáním) dojde ke změně makrogeometrie, napětí II. druhu: zasahují objem několika zrn, jsou podmíněna anizotropií zrn a jsou přibližně homogenní u polykrystalických kovů v objemu jednotlivých zrn, porušení rovnováhy (rozřezáním) nemusí dojít ke změně makrogeometrie, napětí III. druhu: projevují se v objemu několika atomových vzdáleností, porušením rovnováhy nedojde nikdy ke změně mikrogeometrie, V technické praxi se pod pojmem zbytková napětí rozumí napětí I. druhu. Příčiny vzniku zbytkového napětí: nerovnoměrná plastická deformace vyvolaná silovým účinkem řezného klínu, nerovnoměrné teplotní ovlivnění (ohřev nebo ochlazení) obrobku, nerovnoměrná fázová transformace nebo vyloučení nových strukturních složek.
2.4.1 Metody měření zbytkových napětí Mechanické metody
za určitých podmínek nejpoužívanější a nejpřesnější, princip těchto metod spočívá v tom, že zbytková napětí se určí na základě deformace vzorku, která nastane po odstranění jeho povrchové vrstvy, hodnota této deformace je úměrná napětí, které bylo v odebrané vrstvě, známe-li hloubku této vrstvy, deformaci vzorku a modul pružnosti materiálu je možno vypočítat napětí v jedné nebo více vrstvách, z hodnot deformací v jednom nebo více směrech je možno určit jedno nebo víceosou napjatost. tyto metody jsou destruktivní, jejich nevýhodou je, že určují jen napětí I. druhu, jejich výhodou je, že umožňují měřit napětí i u materiálů, kde jiné metody nelze použít.
Rentgenová tenzometrie
dají se identifikovat zbytková napětí I. a II. druhu, jde o metodu povrchové identifikace plastického napětí do efektivní hloubky vnikáním rentgenového záření pro určitý materiál, mezi výhody patří to, že je to nedestruktivní metoda zkoumání limitní povrchové vrstvy, umožňuje zjišťování topografie nebo plošného rozdělení v různých úhlech, umožňuje měření místního napětí (např. v okolí čela únavové trhliny), umožňuje měření napětí na různých materiálech atd.
14
Neutronová tenzometrie
metoda je podobná rentgenové tenzometrii, je založena na analýze difraktovaného záření z náhodně orientovaných systémů meziatomových rovin.
Ultrazvukové metody –
jsou založené na vztahu mezi mechanickým napětí, plastickými vlastnostmi a rychlostí nebo útlumem šíření plastických vln.
Magnetické metody
využívají vlivu zbytkových napětí na tvar magnetické hysterezní smyčky.
Nátěry z křehkých materiálů
jde o kvalitativní porovnávání vzorků z hlediska zbytkových napětí, např. po vrtání otvorů v součásti v důsledku přestavby zbytkových napětí a tím vzniklých deformací laky praskají, velikost, hustota a směr trhlin na laku slouží jako měřítko na posouzení hodnoty a směru napětí.
2.5 Fyzikálně chemický stav povrchu – struktura povrchových vrstev Fyzikálně chemický stav obrobených povrchů má velký význam hlavně pro broušené povrchy a povrchy získané speciálními dokončovacími metodami. Strukturní stavy povrchových vrstev po obrábění jsou různorodé a dosud ještě nedostatečně probádané. Při soustružení, frézování, hoblování, vrtání popř. protahování, tj. při použití nízkých a středních řezných rychlostí, v povrchových vrstvách nedochází k výrazným fázovým změnám. V povrchových vrstvách broušených ploch, tj. při vysokých řezných rychlostech, je možno zaregistrovat fázové změny. V povrchových vrstvách oceli do broušení vznikají tyto zóny: I.zóna: austenitickou-martenzitická nerovnoměrná vrstva, špatně leptatelná zóna, tvoří se při nadkritických rychlostech. II. zóna:
přechodná zóna (popuštěný martenzit nebo ferit, austenit, malé množství sekundárního martenzitu),
III. zóna: ferit a karbidy, dobře leptatelná zóna, IV. zóna: strukturálně přechodná zóna z vysokého popuštění k základnímu tepelnému zpracování. Vznik těchto zón závisí na řezných podmínkách. Při vysokých řezných poměrech se objevují všechny čtyři zóny. při nížších řezných rychlostech brusného kotouče a malých příčných posuvech vzniká pouze čtvrtá nebo čtvrtá a třetí zóna.
15
3 Struktura obrobeného povrchu – drsnost povrchu Táto kapitola navazuje na kapitolu 20 skript „Strojírenská metrologie – část 1“.
3.1 Výškové charakteristiky využívající křivku lineárního materiálového poměru Norma ČSN EN ISO 13565-2 popisuje tyto charakteristiky (obr. 3.1): Jádro profilu drsnosti - profil drsnosti s vyloučením vyčnívajících výstupků a hlubokých prohlubní Hloubka jádra drsnosti Rk – hloubka jádra profilu drsnosti Materiálový podíl Mr1 – úroveň, vyjádřena v procentech, určená průsečíkem přímky oddělující vyčnívající výstupky od jádra profilu drsnosti Materiálový podíl Mr2 – úroveň, vyjádřena v procentech, určená průsečíkem přímky oddělující hluboké prohlubně od jádra profilu drsnosti Redukovaná výška výstupků Rpk – střední výška výstupků vyčnívajících nad jádrem profilu drsnosti Redukovaná hloubka prohlubní Rvk – střední hloubka prohlubní profilu pod jádrem profilu drsnosti Výpočet parametrů Rk, Mr1, Mr2 se provede pomocí náhradní přímky (ČSN EN ISO 135652). Výpočet parametrů Rpk a Rvk daným způsobem jako výška trojúhelníku, který má stejnou plochu jako je plocha výstupků (prohlubní) nad (pod) jádrem profilu (ČSN EN ISO 13565-2).
Obr. 3.1 Určení parametrů z křivky lineárního poměru
3.2 Parametry metody „motif“ Pro hodnocení parametrů drsnosti a vlnitosti byla vyvinuta metoda „motif“. Tato metoda je nezávislá na jakýchkoliv filtrech. Jejich výsledkem jsou parametry založené na hloubce a rozteči prvků motif. Způsob zpracování profilu je analogii mechanické filtrace, která je způsobena konečným poloměrem zaoblení snímacího hrotu nebo je záměrně realizovaná poloměrem opěry snímače. Parametry metody „motif“ pro drsnost (obr. 3.2): –
průměrná hloubka prvků motif drsnosti R – aritmetický průměr hloubek Hj prvků motif drsnosti v rozsahu vyhodnocované délky
R – –
1 n Hi n i 1
největší hloubka profilu nerovnosti Rx – největší hloubka Hi v rozsahu vyhodnocované délky, průměrná rozteč prvků motif drsnosti AR – aritmetický průměr délek ARi prvků motif drsnosti v rozsahu vyhodnocované délky
AR
1 n AR i . n i 1
16
Hn
Hn-1
H3
H2 H1
ARn
AR1
Obr. 3.2 Parametry drsnosti - metoda motif Parametry metody „motif“ pro vlnitost (obr.3.3): –
průměrná hloubka prvků motif vlnitosti W – aritmetický průměr hloubek HW i prvků motif vlnitosti v rozsahu vyhodnocované délky
W – –
1 m HWi m i1
největší hloubka vlnitosti Wx – největší hloubka HW i v rozsahu vyhodnocované délky, průměrná rozteč prvků motif vlnitosti AW –aritmetický průměr délek AW i prvků motif vlnitosti v rozsahu vyhodnocované délky
AW
celková hloubka vlnitosti Wte – vzdálenost mezi nejvyšším a nejnižším bodem horní obálky základního profilu měřená ve směru kolmém na obecný směr základního profilu.
Wx
Wte
–
1 n AWi n i1
HWi
horní obálka AWi
Obr. 3.3 Parametry vlnitosti – metoda motif
3.3 Pravidla pro hodnocení struktury povrchu Pro požadavky specifikované horní mezí parametru jsou povrchy považovány za přijatelné, jestliže hodnotu uvedenou na výrobní dokumentaci přesáhne maximálně 16% všech naměřených hodnot vybraných parametrů zjištěných na vyhodnocované délce. Pro parametry specifikované dolní mezí parametru jsou povrchy přijatelné, jestliže hodnotu uvedenou na výrobní dokumentaci nedosáhne maximálně 16% všech naměřených hodnot vybraných parametrů zjištěných na vyhodnocované délce. Při stanovení horní a dolní meze parametru bude použita značka bez indexu „max“.
Pravidlo maxima Při požadavcích specifikovaných největší hodnotou parametru nesmí v průběhu kontroly žádná z měřených hodnot parametru na celém kontrolovaném povrchu přestoupit hodnotu uvedenou na výrobní dokumentaci.
17
Při stanovení největší dovolené hodnoty parametru se značka parametru doplňuje indexem „max“ (např. Rz1 max). Při prokazování shody nebo neshody se specifikaci se měřené hodnoty parametrů porovnávají se specifikovanými limitními hodnotami s uvážením nejistot měření podle pravidel daných v ISO14253-1. V případě porovnávání výsledků měření s horními a dolními mezemi jsou nejistoty měření odhadovány bez uvážení nehomogenity povrchu, které už jsou započítány přídavkem 16%.
4 Kontrola vaček Vačkovými mechanismy se převádí rotační pohyb na posuvný nebo se vytváří převod mezi dvěma posuvnými pohyby.
Mechanismy s vačkou:
posuvnou (rovinné tvary), rotační (neokrouhlý kotouč s válcovou činnou plochou).
4.1 Posuvná vačka Posuvná vačka (rovinné tvary) – jsou charakteristické na rovinných součástkách, šablonách.
Kontrola pomocí šablon –
pro méně přesné dílce.
Kontrola tvaru na mikroskopu – – –
obrys tvaru musí být dobře viditelný, postupně se nastavují předepsané souřadnice a kontroluje se odchylka od skutečného profilu, přesnost se pohybuje nad 0,005 mm.
Kontrola na profilprojektoru – – –
provádí se průsvitem obrysu na matnici profilprojektoru, promítnutý profil se porovnává s profilem zhotoveným na průsvitném papíru, odchylky tvaru se zjistí odměřením pomocí mikrometrických nebo digitálních měřítek (možnost snímat konturu tvaru v ose x popř. y pomocí fotobuňky).
Kontrola na souřadnicovém měřicím stroji – – –
součást je ustavena v předepsaném souřadném systému, vhodným dotykem je snímán v souřadném systému profil (v CNC režimu), v grafickém záznamu je možno zaznamenat jmenovitou křivku, toleranční pole, skutečnou křivku).
4.2 Rotační vačky Kontrola vaček patří k poměrně pracným kontrolním operacím – vačka je definovaná velkou řadou bodů, které je třeba proměřit. Dle konstrukce a velikosti vačky volíme i kontrolní metodu.
4.2.1 Vačky s uzavřenou křivkou Vačky s uzavřenou křivkou: – do této skupiny patří vačky, které mají dráhu v rozsahu 360, – vačková dráha může být na obvodu kortouče nebo na jeho čele jako drážka, – pracují v radiálním směru,
18
–
do této skupiny je možno zařadit vačkové hřídele a excentry.
Kontrola vaček na vačkovém přístroji – – – –
ke kontrole je používán vačkový přístroj (schéma obr. 4.1), který pracuje v sestavě s optickou dělící hlavou umístěnou na společném loži, přístroj je opatřen doteky, které jsou zakončeny rovnou hranou, přímým břitem nebo kladkou použití doteků závisí na konstrukci vačky ( příklady obr. 4.2), dotek má mít tvar prvku, který je vačkou ovládán (použitý prvek kladka – její průměr má být roven tvořícímu průměru vačky).
1
1 – měřicí mikroskop 2 – skleněné pravítko 3 – měřicí pinola 4 – kuličková ložiska 5 – protizávaží 6 – měřicí nástavec s kladkou 7 - vačka
2 6 7
3
4
5
Obr. 4.1 Vačkový přístroj
z
b)
a)
c)
Obr. 4.2 Doteky dle konstrukce vačky a – dotek s kladkou, b – dotek s přímým břitem, c – dotek s rovnou hranou Postup měření: – vyrovnání měřícího přístroje: osa optické měřící hlavy musí být totožná s osou koníku, – vačkový přístroj je ustaven kolmo na osu dělící hlavy a koníku, – v držáku přístroje je upnuta kladka příslušná kladka, – vačka je upnuta na kontrolním trnu popř. na lícní desce dělící hlavy a vystředěna (vliv na přesnost dělení), – pořadnice poloměru se nastavují u výchozí polohy koncovými měrkami, – kontrolují se hodnoty úhlových pořadnic pro příslušná úhlová pootočení (nejlépe po celých stupních).
Kontrola na třísouřadnicovém měřicím stroji – –
nejvhodnější je stroj s plynulým pohybem snímací hlavy, snímač objede obvod vačky a vyhodnotí požadované souřadnice,
19
–
grafický záznam skutečného profilu je možno porovnat s tolerančním polem.
s požadovaným profilem, popř.
Kontrola kontrolními šablonami – – – –
vhodná pro ploché vačky, na vačku je nasunuta šablona zavedená do technologického otvoru, který určuje její polohu, tvar vačky je porovnáván průsvitem na pravítku nebo číselníkovým úchylkoměrem, metoda vhodná pro sériovou výrobu.
Kontrola na universálním mikroskopu – – – – –
metoda vhodná pro plochou vačku, tvar vačky je zadán polárními souřadnicemi, k měření se používá otočný dělicí stůl, na kterém musí být vačka přesně vystředěna, úhlové natočení se provede na otočném stole (dělení po 1), poloměr zakřivení je odečítán v délkových jednotkách v osovém systému x a y.
4.2.2 Vačky s neuzavřenou křivkou Vačky s neuzavřenou křivkou: – dráha vačka tvoří jen určitou část z plného úhlu 360, – zbytek dráhy tvoří část průměru nebo jiného geometrického tvaru.
Kontrola: – – – –
měřená vačka se upne na otočný stůl nebo do dělicí hlavy a vystředí se, vlastní měření se provádí pomocným zařízením (vačkovým přístrojem opatřeným kuličkovým dotekem, popř. jiným dotekem, číselníkovým úchylkoměrem s držákem, který má možnost pohybu jen v potřebných směrech, měřící metoda závisí na konstrukci vačky a na četnosti její výroby, dotek je nutno volit dle specifikace vačky na výkrese.
4.2.3 Kontrola inverzních vaček Inverzní vačky jsou dvojvačky, u kterých jedna dráha zvedá a druhá spouští zvedák. Zvedáky jsou umístěny pod určitým úhlem, který je závislý na jejich rozteči. Princip inverze spočívá v tom, že obě vačky by měly zvedat a spouštět zvedáky o stejnou hodnotu v průběhu celého zdvihu. Vzhledem k výrobním tolerancím dochází k nepřesnostem, které způsobují odchylky ve zdvihu – odchylka inverze. Kontrola se provádí na speciálních přístrojích (princip kontroly inverzních vaček viz obr. 4.3). Princip měřidla (obr. 4.3): spočívá v odvalování dvou kladek shodných s kladkami zvedáků po obvodu dvojvačky, kladky jsou otočně uchyceny na výkyvném dvojrameni, na obr. 4.3a je schéma měřidla, které vyhodnocuje polovinu odchylky inverze, na obr. 4.3b je schéma měřidla, které vyhodnocuje celou odchylky inverze, měřidlo se nastavuje etalonem ve tvaru dvou soustředných kruhů, hodnota přípustné odchylky inverze je dána technickou dokumentaci, při měření velmi záleží na čistotě upínacích a měřících ploch a na správném ustavení vačky na trn, který je u měřidla případ a) rozpěrný a u měřidla případ b) pevný, chyba inverze je ovlivněna buď posunutím tvaru vačky nebo překročením tolerance tvaru, vlastní tvar vačky je nutno před započetím výroby zkontrolovat vhodnou metodou (např. na vačkovém přístroji nebo souřadnicovém měřicím stroji).
20
6
4
3 2 5 1
b)
a) 1 – inverzní vačka 2 – kladka 3 – výkyvné rameno
4 – vedení výkyvného ramene 5 – upínací trn 6 – číselníkový úchylkoměr
Obr. 4.3 Princip kontroly inverzních vaček a – pro měřidlo vyhodnocující polovinu inverze vačky b – pro měřidlo vyhodnocující celou inverzi vačky
4.3 Kontrola vačkových hřídelů Vačkové hřídele: – je možno kontrolovat na přístroji pro kontrolu vaček, popř. speciálními elektronickými přístroji, které provedou najednou vyhodnocení celého vačkového hřídele (vhodné pro sériovou výrobu), – je možno kontrolovat na souřadnicovém měřicím stroji vybaveném křivkovými speciálními vačkovými programy včetně grafického záznamu (vhodná pro kusovou a malosériovou výrobu).
5 Vícerozměrová měřidla Při měření se snažíme zmenšit nebo vyloučit chyby, které vznikají rozdíly v poloze součásti k měřidlu nebo k měřícímu přístroji. Zmenšení těchto chyb se provede nuceným vedením měřené součásti nebo kontrolního měřidla vzhledem k zvolené základně nebo použitím souboru kalibrů, které bývají upevněny na společném stojanu. Obou způsobů se používá při měření součástí s větším počtem rozměrů. Vícerozměrovým měřidlem (obr. 5.1) rozumíme zařízení, které umožňuje měřit současně dva a více rozměrů jedné součásti, popř. kontrolovat vzájemnou polohu měřených ploch a odchylky tvaru. Použití těchto měřidel je hlavně v sériové a hromadné výrobě. Kontrola prováděná vícerozměrovými měřidly je rychlá, vylučuje možnost vzniku chyb, přináší velké úspory nákladů na měření. Vícerozměrové měřidlo obsahuje měřicí přípravek a vyhodnocovací zařízení.
21
Obr. 5.1 Vícerozměrové měřidlo – kontrola drážkovaného hřídele
Přípravek obsahuje: upínací zařízení, sady měřidel, kterými se měří jednotlivé rozměry (měřidla se nastavují na požadovaný rozměr pomocí vzorového kusu nebo měrkami a snímají velikosti jednotlivých odchylek, které jsou zpracovány ve vyhodnocovacím zařízení). Měřicí přípravek má tyto funkce: drží součást v měřicí poloze, zajišťuje její orientaci (popř. otáčení), nese držáky jednotlivých snímačů a měřidel, zajišťuje jejich správnou polohu vůči měřené součásti. Přípravek musí umožnit snadné vložení a vyjmutí měřené součásti (vkládání, vyjímání a otáčení součásti se může provádět ručně, poloautomaticky nebo automaticky). Vícerozměrová měřidla můžeme rozdělit dle rozsahu použitelnosti na: universální, skupinová, stavebnicová. Vícerozměrovými měřidly se nejčastěji kontrolují: hřídele, kola, asymetrické součásti. Při použití vícerozměrových měřidel jde většinou o komparační měření, tj. určují se velikosti odchylek rozměrů od jejich požadovaných hodnot. Dle způsobu vyhodnocování odchylek jde o metodu: jednoduchou, vystačí se s jedním snímačem bez potřeby dalšího přídavného zařízení, naměřené hodnoty je možno přímo odečíst nebo převést na výstupní člen, ustavovací základna musí být totožná s kontrolní,
22
diferenciální, umožňuje určovat jednotlivé relativní rozměry, aniž by na jejich velikost měly vliv odchylky sousedních rozměrů řetězce nebo odchylky tvaru a polohy, potřebují zvláštní vyhodnocovací zařízení a více snímačů.
Požadavky na vícerozměrová měřidla: přestavitelnost v širokém rozsahu mezí pro různé typy součástí, velký měřící rozsah, značná tuhost a geometrické přesnost, velký hodinový výkon, nízké pořizovací náklady, možnost použití v automatickém a poloautomatickém provozu, možnost použití různých druhů snímačů. Nedílnou části vícerozměrových měřidel jsou vlastní snímače, indikační zařízení a zařízení pro zpracování dat (každý z nich ovlivňuje celkovou přesnost, rychlost a rovněž cenu měřidla). Snímače se používají mechanické, pneumatické, elektrokontaktní, indukční. Měřicí doteky jsou uspořádány poddajně a jsou upevněny v planžetovém kloubu. Indikační zařízení musí umožňovat přesné a rychle odečtení naměřených hodnot nebo poskytnout optický nebo akustický signál, zda zkoumaný parametr součásti vyhovuje tolerančnímu poli, popř. umožnit třídění součásti do rozměrových skupin. Jedním z nejnaléhavějších úkolů mechanizace kontroly je zavádění vícerozměrových stavebnicových kontrolních měřidel. Měření stavebnicovými vícerozměrovými měřidly má tyto výhody: měření je rychlé a snadné – jednotlivé úkony jsou funkčně velmi jednoduché a rychlé, měření je přesné bez osobního vlivu obsluhy, stavebnicová měřidla jsou snadno přizpůsobitelná různým tvarům a rozměrům měřených součástí. Stavebnicová měřidla se skládají z unifikovaných prvků, které jsou navzájem přizpůsobeny a mohou se sestavit do nejrůznějších kombinací. Stavebnicová vícerozměrová měřidla je možno rozdělit na : stavebnice jednoduchých měřidel, možno realizovat jednodušší měření pro všechny tři typy součástí, použití v sériové a malosériové výrobě, rozsáhlé stavebnicové systémy, obsahují velké množství stavebnicových prvků i pro složitější měření, možnost použití poloautomatické nebo automatické obsluhy.
6 Sledovací měřidla Pro výrobu dané součásti je zapotřebí určitého času, který se skládá z času hlavního (soustružení, broušení) a času vedlejšího (čas upínání, spuštění a zastavení stroje, čas pro kontrolu). Automatizace výrobního procesu již dává malý prostor pro zkracování času hlavního, velké rezervy jsou však v oblasti časů vedlejších. Největší úspory času je možno dosáhnout rychlým měřením vyrobených součástí. Poměr mezi časem hlavním a časem nutným pro kontrolu vynikne hlavně u sériové a hromadné výroby. Součásti jsou vyráběny na NC/CNC obráběcích strojích, popř. na jednoúčelových strojích s minimální spotřebou času, kdežto vlastní měření trvá podstatně déle než výroba. Na kontrolu součásti je nutný určitý počet pracovníků, který by měl být optimální. Rozdělení měření v automatickém procesu podle působení na technologický postup: měření a kontrola před obráběním, měření a kontrola v průběhu obrábění, měření a kontrola po obrábění, kombinované měření a kontrola.
23
Celé zařízení pro řízení sledovacím měřidlem se skládá z těchto základních jednotek: obráběcí stroj, nástroje, měřící snímače a zesilovače, nastavovací (přísuvové) převody, vypínací mechanismy. Řízení obráběcího stroje aktivním sledovacím měřidlem je složeno z těchto úkonů: měření hodnot, vyhodnocení naměřených hodnot (např. porovnávání naměřených hodnot s jmenovitými hodnotami nebo s mezními hodnotami příslušného parametru součásti), zesílení signálu (impulsu), reakce na výsledky vyhodnocení (vyjmutí obrobku, vypnutí stroje, korekce nástroje atd.). Podle použitého převodu dělíme sledovací měřidla na: mechanická, opticko-mechanická, pneumatická, elektrická atd. Podle druhu měřicího snímače dělíme sledovací měřidla na: kontaktní, kapacitní, indukční, fotoelektrické atd.
6.1 Měření a kontrola před obráběním Měření a kontrola před obráběním: jde o kontrolu obrobků před vpuštěním na stroj za účelem odstranění možnosti poškození stroje nebo nástroje (mluví se o ochranné cloně – princip obr.6.1), snímač 4 měří součást 3, která vstupuje do kontrolních místa, zařízením 5 dochází ke třídění na shodné (vyhovující) a neshodné (nevyhovující) součásti, ke stroji jdou jen shodné součásti. 2 1 – obráběcí stroj 2 – vyhodnocovací zařízení 3 – kontrolovaná součást 4 – snímač 5 – třídicí zařízení
4 shodné součásti
1
+ 3
5
neshodné součásti
Obr. 6.1 Princip měření a kontroly součástí před obráběním
24
6.2 Měření a kontrola v průběhu obrábění Měření a kontrola v průběhu obrábění: měření probíhá v průběhu procesu obrábění, tj. při tvorbě třísky, měřící přístroje zde používané nazýváme měřící a řídicí (sledovací) měřidla, která dále dělíme na: pasivní, aktivní, jsou umístěna přímo na obráběcím stroji – princip obr.6.2, u aktivních sledovacích měřidel je součást 3 umístěna do třmenu sledovacího měřidla s měřicím dotekem ovládajícím snímač 4 napojeným na vyhodnocovací zařízení 2, měření probíhá nepřetržitě a stroj je řízen přímo na základě naměřených údajů, provádí-li toto řízení dělník, hovoříme o pasivních měřidlech, provádí-li toto řízení sám stroj, hovoříme o aktivních měřidlech, máme-li aktivní sledovací měřidlo zapojeno na stroji s automatickým cyklem, mohou být provedeny příslušné činnosti např.: automaticky odsune nástroj, je-li dosaženo konečného rozměru, automaticky přisune (odsune) nástroj, když hrozí, že rozměr vyjde z tolerančního pole, automaticky zastaví stroj, když se nástroj opotřebí (poškodí) a obrábění není možno udržet v tolerančním poli.
2 4
3
1 – obráběcí stroj 2 – vyhodnocovací zařízení 3 – vyráběná součást 4 - snímač 5 – regulační zařízení
5
1
Obr. 6.2 Princip měření a kontroly součástí v průběhu obrábění
6.3 Měření a kontrola po obrábění Měření a kontrola po obrábění: probíhá po ukončení obrábění, měřidlo je umístěno vedle obráběcího stroje nebo na něm a automaticky kontroluje rozměry každé vyrobené součásti – princip obr. 6.3, dle stupně automatizace může dovolit shodným (vyhovujícím) součástem pokračovat v další operaci, může třídit shodné součásti do rozměrových skupin, vyřazuje neshodné (nevyhovující) součásti, při zjištění předem stanoveného počtu nevyhovujících výrobků zastaví stroj, přestavuje nebo kompenzuje odchylku stroje v případě, že jsou překročeny mezní úchylky příslušného parametru součásti, zastaví stroj při poruše nástroje.
25
1
2
1 – obráběcí stroj 2 – vyhodnocovací (regulační) zařízení 3 – kontrolovaná součást 4 – snímač 5 – třídicí zařízení
5
shodné součásti 3
+
4
-
neshodné součásti
Obr. 6.3 Princip měření a kontroly po obrábění
6.4 Kombinované měření a kontrola Kombinované měření a kontrola: spojuje výhody způsobů měření a kontroly v průběhu obrábění a po obrábění –viz obr. 6.4, na stroji jsou namontovány dvě měřidla: jedno upravené jako sledovací měřidlo – kontroluje součást v průběhu obrábění, druhé proměřuje součásti po obrábění a tím kontroluje práci prvního měřidla a dává impulsy pro případné seřízení (zásahy do chodu) stroje, zjistí-li druhé měřidlo nutnost korekce, signalizuje to sledovacímu měřidlu a to dá impuls k zásahu do výrobního cyklu (stroj provede regulaci - jde o určité samoseřízení), kombinované měření se spojuje se statistickým řízením výroby. 2
1
2 1 – obráběcí stroj 2 – snímač 3 – vyhodnocovací (regulační) zařízení 4 – třídicí zařízení
3
4
Obr. 6.4 Princip kombinovaného měření a kontroly Největší uplatnění sledovacích měřidel je u dokončovacích, tj. u brousících strojů do kulata vnějších i vnitřních, brousících strojů rovinných, bezhrotých brusek, honovacích strojů atd.
26
7 Třídicí automaty Důvody pro přesné dodržení rozměrů jsou v řadě případů diktovány požadavky vyměnitelnosti, která je požadována zvláště u náhradních dílů. Vysoká přesnost je u mnoha výrobků nahrazována tříděním vzájemně smontovatelných dílů a ty jsou pak párovány. Vyžaduje to vysoké nároky na třídění. V hromadné nebo velkosériové výrobě se vyskytují případy, že z funkčního hlediska jsou předepsány tak úzké tolerance, že výroba v těchto úzkých tolerancích by byla neekonomická. Součásti se pak vyrábějí v širších tolerancích a pak se třídí do určitých skupin. Výrobní tolerance se tímto rozdělí na řadu užších intervalů (spolupracující vzájemně smontovatelné díly se pak párují). Tento způsob kontroly je požadován např. u tělísek valivých ložisek, těles trysek a jehel vstřikovacích čerpadel dieselových motorů (součásti se třídí do 10 i více skupin v rámci specifikované tolerance např. po 0,001mm). V poslední době přicházejí požadavky na třídění po 0,0005 mm i do užších rozsahů. K tomuto účelu se používají třídící poloautomaty nebo automaty. Třídicí automat je měřící zařízení určené k samočinnému třídění hotových výrobků do jedné nebo více skupin dobrých (shodných - vyhovujících) kusů nebo do jedné nebo několika skupin kusů vadných (shodných – vyhovujících) .Základní schéma třídícího automatu viz obr. 7. Třídicí zařízení s neúplně automatizovaným cyklem se nazývají poloautomaty.
zásobník
orientační zařízení
vyhodnocovací zařízení
oddělovač
měřicí stanice
podavač
třídící zařízení
pohony řízení cyklu
Obr. 7 Základní schéma třídícího automatu
Výhody třídicích automatů: velký výkon, úspora pracovních sil při kontrole, úspora místa, odstranění osobních chyb pracovníků kontroly. Nevýhody třídicích automatů: poměrně vysoká cena, vysoká náročnost na konstrukci a výrobu, vyšší požadavky na seřizování a údržbu,
27
zásobníky
malý počet vyráběných kusů (třídicí automaty mají velký výkon 10000 až 30000 někdy 50000 kusů za směnu), nízké mzdy kontrolorů, vysoká náročnost na čistotu tříděných součástí a na klimatizaci.
Hlavní části třídicích automatů (obr.7): zásobník slouží k vytvoření dostatečné zásoby tříděných součásti tak, aby byl zajištěn plynulý chod automatu, obvykle umístěn v nejvyšším místě stroje ve formě vibračních zásobníků, dráhy spojují jednotlivé prvky automatu, orientační zařízení slouží pro zajištění správné orientace součásti pro měření, oddělovač odděluje jednu součást ze sloupce nebo řady součásti, podavač podává součást do měřící stanice, měřící stanice zajišťuje vlastní měření (kalibry, mechanické snímače, elektrokontaktní hlavice, indukční snímače atd.), třídicí zařízení rozděluje změřené součásti do jednotlivých přihrádek zásobníku tříděných součástí, zásobník tříděných součástí slouží k shromáždění roztříděných součástí, vyhodnocovací zařízení zpracovává údaje měřicí stanice a dává pokyn pro zařazení součásti do příslušné přihrádky, někdy funguje jako kontrolor pravidelnosti chodu třídicího cyklu a při nepravidelnosti cyklus třídicího automatu blokuje).
28
Základy řízení jakosti
Vybrané kapitoly z řízení jakosti
29
1 Pojem jakosti Jakost souhrn vlastností a charakteristik výrobku nebo služby podmiňující jeho schopnost uspokojovat stanovené nebo předpokládané potřeby zákazníka, celkový souhrn znaků entity, které ovlivňují schopnost uspokojovat stanovené a předpokládané potřeby spotřebitele (dle ČSN ISO 8402), schopnost entity uspokojovat potřeby spotřebitele je odvozena od úrovně jejich znaků (znaků jakosti). atributem užitné hodnoty (mírou její užitečnosti), není to absolutní veličina (relativnost pramení ze vztahu vlastnosti výrobku, služby nebo procesu k potřebám konkrétního uživatele), podléhá neustálému vývoji, mezi charakteristikami jakosti se prosazují uživatelské definované znaky, tj. nikoliv jen technické parametry, ale přímo jak bude výrobek uspokojovat lidské potřeby, (např. zákazník nekupuje pračku jako takovou, ale kupuje si čistotu prádla, kterou mu pračka zajistí). Znaky jakosti: kvantitativní (tj. měřitelné – rozměr, obsah vody, výkon atd.) kvalitativní (nelze popsat číselnou hodnotou, mohou však být rozhodující pro uspokojení potřeb spotřebitele – vůně, chuť, vhodné vystupování atd.)
technické (fyzikální a chemické vlastnosti), estetické (módnost design, konečná úprava apod.), provozní (znaky působící v provozu – spolehlivost, provozuschopnost atd.), ekonomické (náklady na výrobu, provozní náklady, náklady na předání výrobku zákazníkovi apod.), ekologické (recyklace, regenerace, likvidace, vliv na životní prostředí apod.).
Má-li být nový výrobek úspěšný na trhu, pak jeho prodejnost ve velké míře závisí na užitné vlastnosti daného produktu. Mezi nejdůležitější užitné vlastnosti výrobku patří : rozumná cena (možnost co nejnižší pořizovací ceny), funkčnost (schopnost výrobku plnit funkci, pro kterou byl vyroben), výkon (schopnost dosahovat maximálního výkonu bez omezení funkčnosti), trvanlivost (schopnost výrobku uchovat si co nejdéle svoji optimální funkčnost), ovladatelnost (schopnost plnit za předpokládaných podmínek s minimálním vynaložením úsilí uživatele), spolehlivost (schopnost výrobku plnit po stanovenou dobu požadované funkce při zachování všech provozních parametrů výrobku daných technickou dokumentaci), udržovatelnost (vlastnost výrobku, spočívající v možnosti předcházení poruch údržbou), bezpečnost (schopnost výrobku neohrozit zdraví uživatele), estetičnost (schopnost uspokojovat estetické potřeby uživatele), ekologická nezávadnost (schopnost výrobku neohrožovat životní prostředí), snadná likvidace (schopnost fyzické a ekonomické likvidace výrobku bez nežádoucího vlivu na životní prostředí). Je nutno si uvědomit, že schopnost uspokojovat potřeby zákazníků není realizována pouhou výrobou nebo poskytováním služeb, ale že tato schopnost vzniká v rámci celého reprodukčního procesu. Pro dosažení lepší jakosti výrobků se veškerá činnost musí vždy opakovat na vyšší úrovni. Toto se nejčastěji zobrazuje ve tvaru tzv. spirály jakosti (obr.1.1).
30
odbyt a servis průzkum trhu výstupní kontrola a uvedení do provozu
průzkum trhu
výzkum a vývoj výroba příprava výroby
výroba prototypů a jejich zkoušky
průzkum dodavatelů z hlediska jakosti
zásobování
výroba přípravků
kontrola dokumentace a materiálu
Obr. 1.1 Spirála jakosti Zkušenosti ukazují, že zákazníkem vnímaná výsledná jakost je pouze asi 50% ideálu, dalších 50% tvoří ztráty na jakosti. Asi z 80% se o výsledné jakosti rozhoduje v předvýrobních etapách, tj. osud jakosti a tím i prosperity mají ve svých rukou nikoliv dělníci a kontroloři, ale v převážné míře manažeři a technici. Výrobu a využívání výrobků ovlivňují všechny činnosti reprodukčního procesu, od prognózování a plánování přes výrobu, prodej, provoz a údržbu výrobků až po jejich likvidaci a používání ve formě druhotných surovin. Na jakosti výrobků se podílejí všechny útvary a výrobní provozy. Z obr. 1.1 vyplývá, že odpovědnost za jakost musí být rozdělena mezi všechna oddělení podniku. Vychází se od spotřebitele (jeho požadavků, potřeb). Technická příprava odpovídá za řešení vyhovující stanoveným technickým podmínkám. Jsou-li technické podmínky a řešení výrobku málo výhodné, nedosáhneme na základě dalších výrobních etap k výrobku vynikající jakosti (technologičnost, ekonomičnost konstrukce, zbytečně vysoké požadavky na přesnost - příliš úzké tolerance prodražení výroby, zbytečně vysoké požadavky na výrobu). Nákupní oddělení zodpovídá za zajištění vhodných materiálů. Výroba a kontrola zodpovídají za dodržení požadavků výkresové dokumentace. Poškození dobrého výrobku může nastat při balení, dopravě. Jakost může ovlivnit špatný (dobrý) servis.
2 Koncepce managementu jakosti V současné době existuje několik koncepcí budování systému jakosti. Jde o soubor východisek, předpisů a norem, na kterých mohou být systémy jakosti vytvářeny.
2.1 Koncepce ISO V r. 1987 Mezinárodní standardizační organizace ISO zveřejnila soubor norem, které se výhradně zabývaly požadavky na systém jakosti. Původní soubor pěti norem se postupně rozrůstal, v r. 1994 byly revidovány a inovovány. Ale ani tato revize nezaručovala všechny požadavky, hlavně v oblasti monitorování míry spokojenosti a loajality zákazníků. Podstatnou změnu přinesla až revize z konce r. 2000 (revize ISO 9000:2000), kde jsou chybějící problémy ošetřeny.
31
2.2 Koncepce TQM (Total Quality Management) Total Quality Management je proces neustálého zlepšování ve všech oblastech, na kterém se podílejí všichni zaměstnanci firmy (podniku) s cílem maximálně uspokojovat požadavky zákazníků a současně dosáhnout ekonomického přínosu pro organizaci. Jde o manažerský přístup pro dlouhodobý úspěch prostřednictvím spokojených zákazníků. Tato koncepce je velmi kreativní, neřídí se žádnou normou ani směrnicí a je postavena na šesti základních principech: orientace na zákazníka, prevence, neustálé zlepšování, účast všech zaměstnanců, komunikace a informace, vliv na okolní prostředí.
2.3 Model EFQM Tento model je spojen se založením organizace EFQM – European Foundation for Quality Management v r. 1988 (podílelo se 14 významných podniků v Evropě). Úkolem organizace je prosazování principů managementu jakosti v evropských organizacích. Tento model byl v r. 2000 inovován – platí od r. 2000, jeho oficiální název je The European Foundation for Quality Management Excellence Model.
2.3 Podnikové standardy Podnětem pro vybudování podnikových standardů byly hlavně americké společnosti, k nimž se postupně připojovaly další, pro něž bylo budování systému jakosti důležité, zejména pro dodavatele a výrobce. Příkladem jsou:
VDA normy – pro požadavky automobilového průmyslu v Německu; QS 9000 – požadavky na systém jakosti automobilového průmyslu v USA; EAFQ – speciální směrnice francouzského automobilového průmyslu; AQAP – pro zabezpečování jakosti v rámci NATO.
Ať už se jedná o normy řady ISO 9000, 9004, TQM nebo podnikové standardy, jednu věc mají všechny tyto systémy a koncepce společnou – jejich hlavní prioritou je maximalizace spokojenosti zákazníka. Monitorování spokojenosti zákazníka mají pevně zakotveno a v některých případech dokonce pojato jako součást povinného měření výkonnosti organizace. Všechny tyto systémy a koncepce mají jedno společné – jejich hlavní prioritou je maximalizace spokojenosti zákazníka, protože monitorování spokojenosti zákazníka mají pevně zakotvené a v některých případech dokonce pojaté jako součást povinného měření výkonnosti firmy.
2.4 Procesní přístup Prvotním cílem revize norem řady ISO 9000 z roku 2000 bylo zvýšení spokojenosti zákazníka, prostřednictvím plnění jeho požadavků. Toto by nešlo realizovat bez podpory procesního přístupu při vývoji, uplatňování a zlepšování efektivnosti systému managementu jakosti. Aby organizace mohla efektivně fungovat, musí identifikovat a řídit mnoho vzájemně propojených činností. Tyto činnosti využívají zdroje za účelem přeměny vstupů na výstupy, což lze definovat jako proces. Výstup z jednoho procesu často tvoří vstup do dalšího procesu. Procesním přístupem můžeme nazývat aplikování systému procesů v rámci organizace a jejich identifikaci. Výhodou procesního přístupu je průběžné řízení, propojení jednotlivých procesů a jejich následné kombinování a vzájemné působení.
32
Důraz je kladen především na: pochopení požadavků a jejich plnění, potřebu zvážit procesy z hlediska přidané hodnoty, dosahování výsledků výkonnosti a efektivnosti procesů, neustálé zlepšování procesů na základě objektivního měření.
3 Politika jakosti Politika jakosti je stejně jako personální nebo cenovou součásti celkové obchodní politiky podniku. Je vyjádřena prostřednictvím koncepce: jakosti, cílů jakosti, strategie dosahovaní těchto cílů. Uspokojování potřeb spotřebitele (zákazníka) je prvořadé, neboť je smyslem každé podnikatelské aktivity. Politika jakosti dodavatele úzce souvisí se zájmy spotřebitele, zákazníka a širší sociální sféry. Zjednodušený pohled na zájmy a orientaci jednotlivých zúčastněných stran viz tab. 3.1 Tab. 3.1 Zjednodušený pohled na zájmy a orientaci dodavatel – spotřebitel – širší sociální sféra dodavatel akceptovatelnost trhu
spotřebitel uživatelské požadavky
širší sociální sféra sociální aspekty (životní prostředí) rentabilní výrobní proces požadavky na spolehlivost zaměstnanost bez chyb (životnost) specifikace rizik a záruky požadavky na technický bezpečnost servis (při zaručené životnosti)
3.1 Základní pojmy Výrobek - materiální výstup zhodnocovacího procesu vstupních materiálů, medií a příslušné techniky, zhotovený na základě technické specifikace. Služba – materiální i nemateriální výstup činnosti jednoho subjektu nebo objektu ve prospěch jiného subjektu nebo objektu. Produkt – výrobek nebo služba, který dodavatel poskytuje odběrateli nebo uživateli na základě předem dohodnuté specifikace. Zboží – realizovaný (prodaný) výrobek. Jakost výrobku – souhrn vlastnosti, vyjadřující způsobilost výrobku plnit funkce, pro které je určený. Tento souhrn vlastností, který se realizuje v reprodukčním procesu, musí být předem jasně specifikován. Podnik - souhrn prostředků a postupu určených na přípravu, výrobu a realizaci svých výrobků. Realizace stanovených vlastností produktu je výsledkem průniku spolupůsobení tří základních atributů reprodukčního procesu, které jsou rovněž základními podmínkami podnikání a to: techniky, zdroje, systémy. Tyto tři atributy působí vzájemně a žádný z nich samostatně nedává smysl.
33
Jakékoliv zlepšování jakosti se realizuje principem: PLÁNUJ – VYROB –ZKONTROLUJ – AKTUALIZUJ. Definitivní rozhodnutí o tom, co je jakostní, patří UŽIVATELI, a to na základě toho, k čemu má výrobek sloužit a jak jsou splněny jeho technické požadavky. Politika jakosti podniku je „ pod diktátem ekonomiky“. Platí: Předcházení chybám je vždy levnější než chyby dělat, hledat, nacházet a odstraňovat ! Cílem státní politiky jakosti je vytvářet pro občany a instituce podmínky k uspokojování všech potřeb jako spotřebitelů a uživatelů.
3.2 Hlavní cíle národní politiky podpory jakosti v České republice Mezi hlavní cíle národní politiky podpory jakosti v České republice patří:
harmonizace mezinárodních právních předpisů, norem a direktiv Evropské unie s právními předpisy České republiky – oblast bezpečnosti, zdravotní nezávadnosti a ochrany životního prostředí, zajištění ochrany práv občanů jako spotřebitelů a uživatelů s ohledem na zajištění zdraví a bezpečnosti, zlepšení úrovně výchovy a vzdělávání v oblasti jakosti (podpora výchovy a vzdělávání vrcholového vedení a manažerů podniku v oblasti jakosti, podpora výchovy jakosti na školách všech typů, podpora vydávání publikaci zaměřených na problémy jakosti), podpora iniciativ občanů k zajištění jakosti (podpora konzultační a poradenské činnosti, osvěta, zajištění informovanosti atd.). podpora hospodářského růstu, snižování nezaměstnanosti, ochrana životního prostřed a zdrojů, posílení konkurenceschopnosti na světových a evropských trzích, zvyšování kvality práce a služeb veřejného sektoru vč. státních orgánů a organizací, podpora rozvoje malého a středního podnikání, podpora rozvoje strategického managementu jakosti a jeho cílů (uspokojování zákazníků, zaměstnanců a společnosti prostřednictvím zvyšování efektivity a produktivity práce organizací a neustálého zlepšování všech činnosti), vybudování image české jakosti, působení na změny myšlení a přístupu občanů k jakosti.
Každý pracovník podniku nese příslušnou část zodpovědnosti za úroveň jakosti (práce, výrobku, služby, …). Avšak platí zde pravidlo: TAM KDE JSOU ZODPOVĚDNÍ VŠICHNI, TAM ZPRAVIDLA NENÍ ZODPOVĚDNÝ NIKDO. Proto vedení organizace musí jmenovat konkrétní osobu – MANAŽER JAKOSTI, která se bude aktivně věnovat problematice jakosti. Tento je členem vedení podniku s příslušnými pravomocemi a zodpovědnosti. Manažer jakosti: musí být odborně zdatný v oblasti řízení jakosti, musí mít patřičné zkušenosti v dané oblasti, má potřebné pravomoci na to, aby prostřednictvím patřičných kroků dbal na dodržování a prosazování přijatých opaření, musí dobře znát problematiku, aby při řešení problémů s dodavateli a se spolupracovníky byl respektován, musí být hlavně dostatečně zásadový, aby si natrvalo zachoval důvěryhodnost.
34
4 Ekonomické aspekty jakosti 4.1 Význam jakosti v tržní ekonomice Studie jednoznačně prokázaly, že účinný management jakosti vede k: zlepšení ekonomických výsledků, vyššímu zájmu o požadavky zákazníků, rozvoji podnikové kultury a vedení lidí, významným změnám v osobním rozvoji zaměstnanců. V čem spočívá význam účinného managementu jakosti: Jakost je rozhodujícím faktorem stabilního ekonomického růstu podniku. Interní účinky zavedeného systému jakosti: klesá podíl neshod (zmetků) na celkových výkonech, stoupá výtěžnost materiálů, stoupá produktivita, snižují se náklady. Externí účinky zavedeného systému jakosti: stoupá míra spokojenosti zákazníků, zlepšování zisku, nárůst podílu na trhu. Management jakosti je nejdůležitějším ochranným faktorem před ztrátami trhu. Výzkumy ukázaly, že 66% všech příčin ztrát trhu padá na vrub nízké jakosti výrobků a služeb (rozhodující podíl nedostatků v předvýrobních etapách), zbývající třetina příčin má jiné pozadí, např. přechod odběratelů na jinou produkci. Jakost je velmi významným zdrojem úspor materiálů a energie. Typickým příkladem z této oblasti je výroba a používání výrobků s nízkou spolehlivostí (vyšší poruchovost poruchové prostoje, náklady na opravy, energetická zátěž atd.) Jakost ovlivňuje makroekonomické ukazatele devizová bilance, vliv na školství, veřejný sektor. Jakost je limitujícím faktorem tzv. trvale udržitelného rozvoje. Tento faktor je úzce spjat s ochranou životního prostředí, je často podceňován. Jakost a ochrana spotřebitele jsou spojité nádoby. Normou ČSN ISO 8402 je pojem odpovědnost za výrobek definován jako povinnost výrobce nebo jiných osob k náhradě ztráty spojené s újmou na zdraví, škodou na majetku nebo jinou škodou způsobenou výrobkem. Orgány státní správy se začaly intenzivně zabývat touto problematiku, Dlouhodobé zkušenosti ukázaly, že nejúčinnější formou jak motivovat výrobce k produkci výrobků jež nepoškodí uživatele je vymáhání vysokých náhrad. Směrnice ES z r. 1985 říká: výrobce odpovídá za škodu způsobenou vadou výrobku, přičemž se nezbavuje odpovědnosti ani dovozci zboží, pokud není možné určit konkrétního dovozce (výrobce), zodpovídá za škodu celý dodavatelský řetězec. směrnice je nekompromisní, určuje možnou hranici náhrady hromadných škod až do výše 70 mil ECU.
4.2 Náklady na jakost Náklady na jakost u výrobce:
náklady na interní vady ( ztráty z neopravitelných neshodných výrobků, náklady na opravy neshod (ve výrobě, v předvýrobních etapách, servisu),ztráty znehodnocením materiálů, penále za poškozování prostředí
35
náklady na externí vady – vznikají v důsledku neplnění uživatelských požadavků na jakost po dodání zákazníkovi, náklady na reklamace, garanční servis, náklady na soudní spory atd. náklady na hodnocení – náklady na pořizování a udržování měřicí techniky nákup softwaru náklady na certifikaci náklady na prevenci – činnosti, které zabraňují vzniku neshod a vedou ke zlepšení jakosti (vzdělávání, náklady na budování a rozvoj systému řízení jakosti, náklady na poradenskou činnost
Náklady na jakost u spotřebitele (náklady na životní cyklus):
náklady spotřebitele (uživatele) zařízení na jeho nákup a instalaci, náklady na využívání udržování během stanovené doby života
Tedy výrobce i uživatel podléhají při provozu výrobku třem faktorů, které s jakosti výrobků souvisí. Vzájemné souvislosti nám přibližuje přehled viz tab. 4.1. Jsou to: – rizika, – náklady, – přínosy. Tab. 4.1 Přehled faktorů a jejich vzájemné souvislosti
přínosy
náklady
rizika
u dodavatele
u spotřebitele
ztráta jména ztráta trhu stížnosti, reklamace plýtvání zdroji
ohrožení pozice nespokojenost s výrobkem dostupnost výrobků a služeb reklamace, ztráta důvěry
nedostatky v marketingu a tvorbě návrhu opravy, přepracování náhrady opakované zpracování ztráty na výrobě záruční servis pokuty, penále
na dovoz náhradního výrobku na provoz výrobku na údržbu a opravy na prostoje na likvidaci
zvýšení rentability zlepšení postavení na trhu zvýšení zisku zlepšení CASH-FLOW
(náklady na likvidaci výrobku a obalů se zvýší pokud např. nejsou recyklované)
36
snížení nákladů zvýšení výkonnosti zvýšení spokojenosti zvýšení spokojenosti zvýšení zisku zlepšení CASH-FLOW růst důvěry
Společenské náklady na jakost
celkové náklady společnosti na odstraňování škod způsobených nedodržováním ekologických standardu výrobků, procesů a služeb: výdaje na odstraňování škod na zdraví obyvatelstva, výdaje státní správy (tvorba legislativy), výdaje na likvidaci odpadů, výdaje na preventivní opatření (osvěta, tvorba informačních systémů, …), jsou hrazeny z kapes daňových poplatníků.
5 Jakost v předvýrobních etapách – plánování jakosti Plánování jakosti: činnosti, které stanovují cíle a požadavky na jakost a aplikaci prvků systému jakosti, jde o projektovou činností, mělo by probíhat v multifunkčním týmu. Cíle plánování jakosti by měly být: srozumitelné, reálné, optimalizující celkový výsledek, ekonomické (přínosy by měly být vyšší než náklady na jejich zavedení). Plánování jakosti zahrnuje hlavně tři oblasti: plánování výrobku, plánování pro řízení a provoz (příprava realizace systému jakosti – plány jakosti), vypracování plánů jakosti a opatření pro zlepšování.
5.1 Plánování jakosti nových výrobků Postup při plánování nových výrobků: a) určení zákazníků (každý kdo bude výrobek kupovat nebo ti, na které výrobek působí z hlediska bezpečnosti nebo vlivu na životní prostředí), b) zjištění potřeb zákazníků (zprávy z průzkumu trhu, servisní zprávy, výsledky jednání se zákazníky, studie konkurenceschopnosti), c) překlad požadavků zákazníka do řeči výrobce (transformace požadavků zákazníka do technických parametrů nebo specifikace použitím připravených vzorků – vzhled, chuť, vůně, zvuk atd.), d) stanovení měřitelných parametrů (nejlépe charakterizovány číselnými hodnotami měřitelných parametrů), e) zavedení měření (u měřitelných parametrů musí výrobce být schopen příslušná měření provádět (zajistit), musí zabezpečit prokazatelnost), f) vývoj výrobku (určují se charakteristiky výrobku odpovídající požadavkům zákazníka, je nutno rovněž zohlednit např. údaje o úrovni vědy a technika, strategii firmy, omezující faktory – legislativa, hygiena, bezpečnost práce, ekologie atd.), g) optimalizace návrhu (návrh by měl splňovat požadavky zákazníka, potřeby dodavatelů, měl by být konkurenceschopný, optimální ze strany zákazníků i dodavatelů), h) vývoj procesu (cílem je včas posoudit možnosti technologie ve vztahu k navrhovanému výrobku, odhalit případné nereálné parametry, probíhá za účasti odborníků z oblasti výroby technologů), i) optimalizace a prokázání způsobilosti procesu (jde o kvantitativní posouzení schopnosti procesu dosahovat zadaných mezních hodnot sledovaných znaků jakosti), j) převod procesu do výrobních instrukcí (způsobilost procesu a jeho ovladatelnost by měla být potvrzena v provozních podmínkách).
37
Plány jakosti: představují dokumenty, které vymezují vzhledem k jakosti specifické metody, zdroje a sled činností spojených s určitým výrobkem, projektem nebo smlouvou, týkají se konkrétní zakázky nikoliv celého systému, plány jakosti lze považovat za obdobu příruček jakosti, která se nevztahuje k celému systému, ale k určité konkrétní zakázce, v případech, kdy organizace má zavedený systém řízení jakosti, plány jakosti se zpracovávají zejména tehdy, když se požadavky na zabezpečení jakosti liší od obecných postupů používaných v rámci systému jakosti, v těchto případech se plán jakosti zaměřuje pouze na odlišné postupy a využívá odkazů na dokumentaci systému jakosti.
5.2 Vybrané metody zabezpečování jakosti návrhu 5.2 1 Hodnotová analýza Hodnotová analýza je založena obdobně jako TQM (Total Quality Management) na systémovém přístupu, principu plánovitosti, tvořivé činnosti a týmové práci. Hodnotovou analýzu lze definovat jako účelně sestavený soubor metod, jehož smyslem je hledání a navrhování zlepšeného řešení funkcí analyzovaného objektu s cílem zvýšit jeho .efektivnost. Hlavním principem hodnotové analýzy je funkčně nákladový přístup tj. dosažení optimální funkčnosti výrobku nebo optimální spokojenosti zákazníka s výrobkem při co nejnižších nákladech na výrobu a užívání. Hodnotovou analýzu charakterizují tyto základní rysy: analyzovaný objekt je chápán jako soubor funkcí, kterými se v určité míře a s určitou ekonomickou náročností plní vymezené potřeby, funkce jsou hodnoceny z hlediska významu, nákladů a stupně splnění, kriteriem efektivnosti řešení je poměr mezi mírou uspokojení potřeby (mírou spokojenosti zákazníka) vyjádřenou stupněm splnění funkcí a náklady na její dosažení, při aplikaci hodnotové analýzy se dodržuje ověřený metodicky postup, komplexnost řešení problémů pomocí hodnotové analýzy vyžaduje interdisciplinární přístup formou týmové práce. Hodnotová analýza se provádí v sedmi etapách: výběr objektu – stanovení modelu, výběr konkrétního objektu, stanovení cíle (volba varianty růstu efektivnosti), vytvoření řešitelského týmu, vypracování harmonogramu prací, sběr informací – ověřování jejich správnosti, úplnosti, objektivnosti, zpracování informací, funkční analýza – analýza funkcí dosavadních a potřebných, specifikace funkcí, uspořádání funkcí dle důležitosti (metoda párového porovnávání), zpracování a hodnocení návrhů (variant řešení) – zpracování návrhů, posouzení reálnosti návrhů, hodnocení návrhů, projekt optimální varianty – určení optimální varianty (nejvyšší míra efektivnosti a nejsnazší realizovatelnost), upřesnění optimální varianty, zpracování projektové dokumentace projednání - interní a externí projednání, příprava podkladů, schválení projektu . Hodnotová analýza: se řadí k nejefektivnějším metodám snižování nákladů jednotlivým znakům je přiřazována odpovídající důležitost při aplikaci se uplatňuje týmová práce (interdisciplinární týmy).
38
5.2.2 Metoda FMEA Metoda FMEA (Analýza vad a jejich následků): řadí se k základním preventivním metodám managementu jakosti, je založena na týmové analýze možností vzniku neshod u posuzovaného návrhu, ohodnocení jejich rizikovosti, představuje systémový přístup k prevenci nejakosti, který vede ke snížení ztrát vyvolaných nízkou jakostí výrobků, ke zkrácení doby řešení vývojových prací, k účelnému využívání zdrojů, náklady jsou minimální a jsou vyváženy jistotou, že bylo učiněno vše pro konstrukční a technologickou realizaci návrhu, používá se hlavně pro nové nebo inovované výrobky, lze ji aplikovat i na současné výrobky a procesy, v týmu by měli mít zastoupení pracovníci všech zainteresovaných útvarů od vývoje až po servis a zástupců marketingu Analýza FMEA probíhá ve 4 etapách: analýza současného stavu hodnocení současného stavu návrh preventivních opatření hodnocení stavu po provedení preventivních opatření
FMEA konstrukce Analýza současného stavu: pracovník konstrukce seznámí všechny členy komise s požadavky zákazníka a s navrhovaným konstrukčním řešením, tým FMEA postupně analyzuje všechny možné vady (neshody), které by mohly nastat v průběhu života výrobku, u jednotlivých vad tým analyzuje všechny možné důsledky vad a možné příčiny (vše v konstrukčním řešení). Hodnocení současného stavu: vlastní hodnocení možných vad se zaměřuje na tři hlediska, která se hodnotí stupnicí 1 až 10: pravděpodobnost výskytu vady (tým hodnotí technické možnosti vzniku vady vyvolané určitou příčinou), význam vady (tým hodnotí nejzávažnější důsledek vady), pravděpodobnost odhalení vady (hodnocení vychází z posouzení účinnosti kontrolních postupů, používaných k ověřování konstrukce), pro každou možnou vadu se vypočte integrované kriterium, tzv. rizikové číslo (RPZ), které představuje součin příslušných bodových hodnocení jednotlivých kriterií a slouží k vyčlenění nejrizikovějších možných vad (největší riziková čísla). Návrh preventivních opatření: provádí se u nejrizikovějších možných vad pro snížení rizikovosti, je to snížení pravděpodobnosti výskytu vady, návrh opatření je předložen odpovědnému vedoucímu ke schválení, přidělení odpovědnosti za realizaci a stanovení příslušných termínů, jde o týmovou práci. Hodnocení stavu po realizaci opatření: stejný tým hodnotí míry rizika jednotlivých vad, na které byla příslušná opatření zaměřena, na základě nově stanovených hodnot rizikových čísel stanoví nové pořadí možných vad dle míry jejich rizika a případně navrhne další opatření.
39
FMEA procesu
provádí se před zahájením výroby nových (inovovaných) výrobků nebo po změně technologického postupu, postup je podobný jako při FMEA konstrukce, ale hledají se příčiny možných vad výrobku nikoliv v konstrukčním návrhu, ale v technologickém postupu, tým postupně analyzuje jednotlivé dílčí operace s cílem identifikovat možné vady u výrobku, které mohou vzniknout na daných operacích, tým FMEA analyzuje všechny možné důsledky a příčiny těchto možných vad či selhání, po analýze běžných a navrhovaných kontrolních opatření používaných v procesu pro prevenci a odhalení vad tým hodnotí pravděpodobnost výskytu, význam a pravděpodobnost odhalení, v případě pravděpodobnosti výskytu vady se posuzuje pravděpodobnost, že v průběhu operace vzniknou výrobky s danou vadou (k odhadu se v případě statisticky zvládnutého procesu vychází ze znalosti způsobilosti procesu), po výpočtu rizikových čísel tým pro vady s nejvyššími hodnotami rizikového čísla navrhne preventivní opatření (hlavně opatření snižující pravděpodobnost výskytu vad), častým nápravným opatřením je zavedení statistické regulace a pravidelné vyhodnocování způsobilosti procesu, po provedení opatření tým FMEA znovu hodnotí rizikovost těch vad, na které byla opatření zaměřena, popř. vyčlení možné vady s vysokou mírou rizika.
6 Jakost v zásobování V zásobování je snaha o stále větší uplatnění koncepce dodávek Just in Time (dodávka v pravý okamžik).
6.1 Definování požadavků na jakost dodávek Specifikacemi jakosti se rozumí souhrn požadavků odběratele, které by měly být definovány v rámci obchodních smluv. Patří zde např.: technické parametry (délka, výkon, chemické složení), období platnosti technických parametrů, požadavky na komplexnost a objem dodávek, požadavky na odolnost proti vlivům prostředí, požadavky na způsob přepravy, požadavky na atesty, certifikáty, způsoby a metody ověřování shody (vč. požadavků na měřící techniku, jednotky měření), postupy řešení neshod a podmínky uplatňováním reklamací, požadavky na systém jakosti u dodavatele, požadavky na způsoby, kterými dodavatel zabezpečí jakost u svých subdodavatelů.
6.2 Posuzování alternativních dodavatelů a jejich výběr Posuzování dodavatelů V praxi by měla obsahovat tyto tři fáze: a) posuzování shody vzorků výrobků dodavatele, b) hodnocení schopnosti dodavatele plnit požadavky jakosti, c) výběr dodavatelů podle předem stanovaných kriterií. ad a) odběratelé se omezují pouze na oznámení rámcových požadavků a vývoj, příprava výroby i samotná pokusná výroba pobíhá plně v režii dodavatelů, toto znamená potřebu testování vzorků u odběratelů,
40
nebylo by rozumné uzavírat dohodu s dodavatelem pouze na základě pozitivních výsledků tohoto testování (vzorky mohou být produkovány v naprosto jiných podmínkách než standardní dodávky větších objemů), zjištěná nekonformita s požadavky odběratele je vážným varováním pro odběratele.
ad b) měla by tvořit nejdůležitější součást práce s potencionálními dodavateli před uzavřením smlouvy o dodávkách, dle ISO řady 9000 toto hodnocení a výběr dodavatelů mají být uskutečněny na bázi posuzování jejich způsobilosti plnit požadavky na jakost vč. požadavků na systém jakosti, přístupů může být několik, doporučené jsou: analýza dosavadních vlastních zkušeností s posuzovaným dodavatelem, analýza dosavadních zkušeností jiných firem s daným dodavatelem, analýza způsobilosti procesů u vytypovaného dodavatele, prověrky (audity) systému jakosti přímo u dodavatele.
první dva přístupy jsou málo objektivní (neumožňuje mapovat aktuální stav) na rozdíl od dalších dvou (umožňují rozhodnout o budoucím dodavateli na základě současných schopností a podmínek), prověrky (audity) systému jakosti přímo u dodavatele: signalizují jim výskyt slabých míst v systému řízení, jsou zdrojem učení se pro zaměstnance dodavatele, výsledky mohou být dodavatelem využívány jako forma principu zpětné vazby v jeho vlastním systému jakosti: metodika prověrek je vždy založena na tom, že skupina auditorů odběratelské firmy vykoná prověrku systému jakosti u potencionálního dodavatele – průběh odpovídá požadavkům norem ISO 10011 (část 1 až 3), auditoři mají připraven soubor otázek, které mapují požadavky na systém jakosti kladené odběratelem, míra naplnění těchto požadavků je poté kvantifikovaná tak, aby celková způsobilost byla ohodnocena procentním popř. jiným způsobem.
7 Jakost ve výrobě Hlavním cílem managementu jakosti je zabránit snižování jakosti během výrobních, obslužných a pomocných procesů. Cíle řízení jakosti ve výrobě: zajištění tvorby podmínek pro splnění požadavků na jakost stanovených v předvýrobních etapách (systém operativního řízení výroby), vytvoření stabilních podmínek pro plynulý průběh výrobního procesu (operativní řízení výroby, vhodný systém údržby, vhodný způsob manipulace s materiálem), minimalizace ztrát spojených s výskytem neshodných výrobků v procesu i u zákazníka (kontrola jakosti, řízení neshodných výrobků, identifikace), udržování úrovně jakosti dosažené během výroby (vhodný systém manipulace a skladování), vytvoření podmínek pro neustálé zlepšování procesu (nápravná a preventivní opatření, změnové řízení).
7.1 Formy a metody ověřování shody ve výrobě Hlavní cíle kontroly jakosti ve výrobě: objektivní posouzení míry shody mezi požadavky a skutečností, identifikace odhalených neshod, zabránění průniku neshodných výrobků nejen k odběrateli, ale na každý další stupeň zpracování, zajištění technologické kázně, odhalování neshod ve výrobním procesu, které by mohly vést k výrobě neshodných výrobků,
41
zpracování výsledků kontroly s cílem odhalit příčiny neshodných výrobků a přijímání a realizace nápravných opatření.
Při hodnocení významu a postavení kontroly jakosti je nutno vycházet z faktu: JAKOST NELZE VYKONTROLOVAT, ALE MUSÍ BÝT VYROBENA Konkrétní systém kontroly jakosti musí být definován ve vztahu k charakteru výrobního procesu, výrobku, ke specifickým znakům jakosti (tab.7.1). Je tvořen různými formami a druhy kontroly tak, aby hlavních cílů kontroly bylo dosahováno s vysokou účinností, ale při minimálních nákladech. Tab. 7.1 Druhy a formy kontroly jakosti Hledisko členění Objekt kontroly
Druh kontroly kontrola – surovin, materiálu – hotových výrobků – nářadí – náhradních dílů – pomocného materiálu – dokumentace, údajů – strojů a zařízení
Vysvětlivky
-
kontrola – koncepce, prognóz – výzkumu a vývoje – technické dokumentace – funkční zkoušky prototypu – výrobní – atestace hotových výrobků Místo provádění kontroly pracoviště výrobní pracoviště útvaru technické kontroly laboratoře zkušebny nástrojárny sklady měrové střediska Použití měřidel a měřicích kontrola přístrojů - objektivní -
součást údržby strojů a zařízení
Fáze životního cyklu
-
Rozsah kontroly
Rozsah automatizace
subjektivní
kontrola - stoprocentní - výběrová - namátková kontrola - ruční - mechanizovaná - automatizovaná
42
-
metody měření srovnáváním (kalibrem) smyslové hodnocení (vizuální kontrola, srovnávání se vzorníkem)
-
účinnost není stoprocentní statistická regulace procesu statistická přejímka létací
-
aktivní (in-proces) pasivní (automatické třídění)
Tab. 7.1 Druhy a formy kontroly jakosti - pokračování Subjekt kontroly
kontrola - primární - sekundární -
automatizovaná
Vliv zkušební metody na výrobek metoda - destruktivní Začlenění do výrobního procesu
nedestruktivní
kontrola - vstupní - operační -
výstupní
-
-
-
samokontrola technolog, pracovník technické kontroly, řízení jakosti, laboratoře !!! vývoj měřící technologie kse opožďuje z hlediska přesnosti i automatizace za vývojem výrobní technologie mechanické, chemické poškození ultrazvukem, indukční metody
kontrola 1. kusu, mezioperační, pooperační včetně kontroly balení, kompletnosti, průvodní technické dokumentace
Je nutno hledat cesty, jak přejít z kontroly „ex-post“na takové formy, které umožní předcházet: - příchodu neshodného materiálu a surovin do podniku (přesun odpovědnosti za jakost na dodavatele, výběr dodavatele, úzká spolupráce s dodavatelem), - výrobě neshodných výrobků (v oblasti operační kontroly lze počet pracovníků kontroly jakosti redukovat): přechodem od sekundární kontroly k primární –samokontrole, zaváděním a dlouhodobým užíváním statistické regulace procesu, uplatněním prvků automatizace kontroly s využitím metod aktivní kontroly (kontrola inprocess).
7.2 Samokontrola Samokontrola: - nahrazuje práci speciálních pracovníků technické kontroly, - kontrolu provádí přímo obsluha stroje (kontroluje přímo výsledky své práce, kontroluje znaky jakosti průběžně během procesu, kontroluje vývoj parametrů procesu a usuzuje na stav jakosti výrobku), - nejčastější formou je 100% kontrola, - vhodná je aplikace statistické regulace procesu, - pro efektivní fungování samokontroly je nutno zajistit: kompletní výrobní dokumentace vč. kontrolní technologie, kontrolní pomůcky a měřidla vč. informací o termínech kalibrace, podmínky pro vhodné ukládání měřidel a manipulaci s nimi, správné seřízení stroje, seznámení samokontrola s důsledky nedodržení požadavků na jakost pro další operace, s postupy řízení neshodných výrobků, zaškolení ke kontrolní činnosti vč. způsobu vedení záznamů o výsledcích kontroly, přidělení kompetencí a prostředky k odstranění neshod a jejich příčin (zastavit proces, oznámit zjištění nadřízenému, seřídit stroj, vyměnit nástroj atd.), přesvědčení lidí, že nebudou trestání za chyby, pokud nevznikly v důsledku jejich nedbalosti, ale naopak budou chválení za odhalení, - základním předpokladem úspěchu samokontroly je vysoká odpovědnost samokontrolorů, - v počátcích zavádění systému samokontroly je vhodné ověřovat výsledky samokontroly namátkovou kontrolou prováděnou technologem během směny a v delším časovém úseku.
43
8 Jakost v povýrobních etapách Při posuzování jakosti v podvýrobních etapách je nutno si uvědomit: prodejem vztah výrobce k zákazníkovi nekončí, význam jakosti v povýrobních etapách neustále roste.
Uvádění do provozu
typické pro složitější technické systémy, výrobci takovýchto systému by si měli uvědomit důležitost této etapy pro opakovaný nákup v budoucnosti, v rámci této etapy jsou spíše sledovány kvantitativní parametry (doba uvedení do provozu, rychlost dosažení plánované výrobní kapacity apod.) než kvalitativní (rozsah neshod, způsobilost stroje apod.), což je chybou v managementu jakosti.
Role stížností a reklamací stížnost – jakákoliv kritika nebo podnět zákazníka, vyplývající z jeho bezprostřední negativní zkušenosti s využitím výrobku reklamace – projev nejvyšší nespokojenosti zákazníka, vyjádřený oficiální formou a vyžadující okamžité řešení pomocí náhradního plnění, opravy apod. Reklamace hrají pozitivní roli v životě dodavatele např.: rychlé a komplexní řešení reklamací je zárukou zachování si věrnosti zákazníků i pro budoucnost, reklamace a hlavně podrobná analýza příčin jsou cennými informacemi pro budoucí zlepšování všech aktivit výrobce.
Servis
zákazník vyhledává servisní služby až v okamžiku, kdy jim výrobek přestane sloužit v důsledku poruchy, důležitá je organizační příprava poskytování výrobního servisu (garanční), intenzivní rozvoj je věnován pozáručnímu servisu (vedle prodlužování záručních dob za pozornost stojí snaha přitáhnout zákazníka poskytováním určitého spektra služeb po ukončení garanční doby na náklady výrobce).
Odpovědnost za výrobek Směrnice 85/374/EEC o odpovědnosti za vadné výrobky (přijatá ES r.1985): přiřazuje tuto odpovědnost výrobcům, stejně jako povinnost nahradit škody, jednoznačně deklaruje, že výrobce nebo ten, který se za výrobce prohlásí nese odpovědnost za škodu způsobenou vadou výrobku, pokud výrobce nelze určit, odpovídá za škodu celý dodavatelský řetězec. Výrobce se může vyvázat z odpovědnosti v těchto několika případech, když se prokáže : že výrobek neuvedl na trh, neexistenci vady v okamžiku uvedení na trh, že vada vznikla v důsledku dodržení závazné, ale špatné normy, že stav techniky v době uvedení do oběhu neumožňoval detekci vady apod. Škodou se chápe: škoda na zdraví, resp. smrt uživatele, poškození nebo zničení majetku v individuálním používání v hodnotě nad 500 ECU
44
9 Příručka jakosti Příručka jakosti (PJ) (dle ISO normy 8402:1994 - management jakosti a zabezpečování jakosti):
dokument, který určuje politiku jakosti a popisuje systém jakosti organizace, smí se vztahovat na všechny činnosti v organizaci nebo na vybranou část těchto činností (např. na specifikované požadavky závisející na povaze výrobků nebo služeb, procesů, smluvních požadavků, řídících předpisů nebo organizaci samotné), výsledky příručky jakosti vyjadřují dokumentované postupy systému jakosti požadované mezinárodními normami řady ISO 9000.
Typická hierarchie dokumentovaného systému jakosti: – –
–
příručka jakosti – úroveň A: popisuje systém jakosti podle stanovené politiky jakosti a cílů jakosti a podle použité normy, dokumentované postupy systému jakosti – úroveň B: popisuje činnost jednotlivých funkčních útvarů, potřebné pro uplatňování prvků systému jakosti, do této skupiny je zahrnut metrologický řád. jiné dokumenty jakosti pracovní instrukce, formuláře, protokoly - úroveň C: se sestává z podrobných pracovních dokumentů, do této skupiny jsou zahrnuty kalibrační postupy.
Příručka jakosti má: – –
obsahovat dokumentované postupy systému jakosti určené pro celkové plánování a správu činností, které mají v organizaci vliv na jakost nebo na ně má odkazovat, zahrnovat všechny použitelné prvky normy pro systém jakosti požadované pro organizaci.
Dokumentované postupy systému jakosti mají: – – – – –
tvořit základní dokumentaci používanou pro celkové plánování a správu činností, které mají vliv na jakost, dle norem řady ISO 9000 zahrnovat všechny aplikované prvky normy pro systém jakosti, popisovat odpovědnosti, pravomoci vzájemné vztahy pracovníků, kteří řídí, provádějí, ověřují nebo přezkoumávají práce ovlivňující jakost, jak se mají tyto rozdílné činnosti provádět, popisovat dokumentaci, které se má použít a řídící prvky, jenž se mají aplikovat, každý dokumentovaný postup se má zabývat logicky oddělitelnou částí systému jakosti jako je úplný prvek systému jakosti či jeho část nebo posloupnost vzájemně souvisejících činností spojených s více než jedním prvkem systému jakosti.
Účely příruček jakosti: – – – – – – – – –
podávání informací o politice jakosti organizace, o postupech a požadavcích, popisování a uplatňování efektivního systému jakosti, zajišťování zlepšeného řízení postupů a usnadňování činností zabezpečující systém jakosti, zajišťování dokumentovaných podkladů pro prověřování systému jakosti, zajišťování kontinuity systému jakosti a jeho požadavků na měnící se okolností, provádění výcviku pracovníků v požadavcích na systém jakosti, prezentování systému jakosti pro externí účely (prokazování souladu s normami ISO řady 9000), prokazování souladu systému jakosti s požadavky na jakost ve smluvních situacích, přesně, úplně a výstižně vyjádřit politiku jakosti, cíle a řídící dokumentované postupy organizace.
Příručka jakosti může: – být přímou kompilací dokumentovaných postupů systému jakosti nebo být seskupením či oddílem dokumentovaných postupů systému jakosti, – být řadou dokumentovaných postupů pro specifická zařízení,
45
–
mít i několik jiných možných odvozených částí, které vyplývají z potřeb organizace.
Příručka jakosti má obsahovat: – název, předmět a oblast použití, – obsah, – úvodní strany týkající se organizace a samotné příručky, společně s politikou a cíli jakosti organizace, – popis organizační struktury, odpovědností a pravomocí, popis prvků systému jakosti a jakékoli odkazy na dokumentované postupy systému jakosti, – oddíl obsahující definice, průvodce příručky jakosti, dodatek s podpůrnými údaji (toto vše jen tehdy, je-li to vhodné). Příprava příručky jakosti má začít přidělením úkolu kompetentnímu orgánu jmenovaného vedením, kterým může být osoba, pracovní kolektiv nebo více funkčních útvarů. Vlastní sestavení příručky jakosti má provádět a řídit jmenovaný orgán, který může použít existující dokumentaci a odkazy, které jsou k dané problematice vhodné (zkrácení doby zpracování). Dle potřeby může kompetentní orgán iniciovat následující opatření: – vytvořit a zpracovat seznam použitelné politiky systému jakosti, cílů a dokumentovaných postupů, získat údaje o existujícím systému jakosti a o praktikách pomocí různých prostředků (dotazníky a rozhovory), – rozhodnout, které prvky systému jakosti podle zvolené normy pro systém jakosti se mají aplikovat, – vyžádat a získat z provozních oddělení další výchozí dokumentaci nebo odkazy na ni, – stanovit strukturu a úpravu zamýšlené příručky společně se zatříděním existující dokumentace podle této struktury. Jmenovaný kompetentní orgán má být odpovědný za zabezpečení přesnosti a úplnost návrhu příručky jakosti a rovněž za návaznost a obsah dokumentu. Před vydáním příručky jakosti mají odpovědní pracovníci dokument přezkoumat, aby se zajistila jasnost, přesnost, vhodnost a správná struktura. Předpokládání uživatelé mají mít možnost posoudit a připomínkovat využitelnost dokumentu Uvolnění nové příručky jakosti má schválit vedení odpovědné za její vznik. Na každé kopii příručky jakosti musí být patrné, že byla před uvolněním autorizována. Příručka jakosti musí být k dispozici všem pracovníkům. Vedení má zajistit, aby pracovníci byli seznámeni s obsahem příručky jakosti. Pokud se provedou nějaké změny v dokumentech příručky jakosti, tak se musí zajistit obnova všech vydaných kopií příručky jakosti. Pro účely nabídek, použití zákazníkem mimo podnik a pro jiná přidělení příručky jakosti se vytvářejí neřízené kopie, u kterých se nepředpokládá, že by se po nějaké změně příručky jakosti aktualizovaly. Tyto příručky jakosti musí být identifikovány jako neřízené kopie příručky jakosti, aby nemohlo dojít k záměně s platnými příručky jakosti.
10 Řád podnikové metrologie Předpokladem pro správnou funkci a jakost výrobků je určení všech vlastností konečného výrobku, tak i jeho částí parametry v technických výkresech a technologických postupech. Protože téměř všechny tyto parametry se měří, respektive kontrolují měřením, je nutné zajistit měření správnými, spolehlivými a přiměřeně přesnými přístroji při výrobě, kontrole a zkoušení výrobků. Z tohoto vyplývá pro organizace povinnost zajišťovat a zabezpečovat: jednotnost a správnost měřidel a měření tím, že vlastní hlavní etalony ověřené státní měřící službou a z nich vykonává přenos správných měr na všechna pracovní měřidla nestanovená, případně si návaznost těchto používaných měřidel anebo pracovních etalonů zabezpečí
46
pomocí etalonů metrologických orgánů, středisek kalibrační služby a nebo u organizací, které mají navázané etalony na etalony metrologických orgánů, ověření pracovních měřidel stanovených, které organizace vlastní a to v rozsahu stanoveném vyhláškou , měřící službou jakost výroby a výrobků použitím měřící techniky příslušné přesnosti a úrovně, ověřené co do návaznosti měr, jejím organizovaným a systematickým řízením, vytvořit metrologické předpoklady pro ochranu zdraví pracovníků, zabezpečení bezpečnosti práce a ochrany životního prostředí přiměřeně ke své činnosti.
Řád podnikové metrologie: – – –
je z hlediska organizace a techniky řízení v podstatě organizační normou, měl by vycházet z právních metrologických dokumentů (předpisů), popř. norem ČSN ISO řady 9OOO, musí respektovat organizační řád podniku a být s ním v souladu.
Základní právní dokumenty 505/1990 Sb. - Zákon 505/1990 Sb. ze dne 16. listopadu 1990 o metrologii ve znění změn přijatých zákonem č. 119/2000 Sb. , zákonem č. 137/2002 Sb. a zákonem č. 226/2003 Sb. 20/1993 Sb.- Zákon ze dne 20. prosince 1992 o zabezpečení výkonu státní správy v oblasti technické normalizace, metrologie a státního zkušebnictví ve znění zákona 22/1997 Sb., zákona č. 119/2000 Sb. a zákona č. 137/2002 Sb. 22/1997 Sb. - Zákon ze dne 24. ledna 1997 o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů viz výpis ve znění zákona č. 71/2000 Sb., zákona č. 102/2001 Sb. a zákona č. 205/2002 Sb. 119/2000 Sb.- Zákon ze dne 6. dubna 2000, kterým se mění zákon č. 505/1990 Sb., o metrologii, a některé další zákony 137/2002 Sb. - Zákon ze dne 15. března 2002, kterým se mění zákon č. 505/1990 Sb., o metrologii, ve znění pozdějších předpisů, a některé další zákony 226/2003 Sb. - Zákon ze dne 26. června 2003, kterým se mění zákon č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů, zákon č. 64/1986 Sb., o České obchodní inspekci, ve znění pozdějších předpisů, zákon č. 505/1990 Sb., o metrologii, ve znění pozdějších předpisů, a zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů. Úkoly podniku v oblasti metrologie vyplývají z: – obchodního zákoníku, – občanského zákoníku, – zákona o ochraně spotřebitele. Podle těchto dokumentů je prodávající povinen dodat zboží ve stanovené, popř. sjednané jakosti a hmotnosti. Nesplnění těchto základních požadavků přináší podnikům negativní důsledky jak ve sféře soukromoprávní (uspokojování zákazníků v rámci odpovědnosti za vady a škodu), tak ve sféře veřejnoprávní (pokuty ukládané podle zákona o ochraně spotřebitele). Nezbytným předpokladem k plnění těchto základních povinností je řádné plnění povinnosti stanovených zákonem o metrologii. Jde o tyto povinnosti : – používat zákonné měřicí jednotky, – používat stanovená měřidla a hlavní etalony, jen pokud jsou řádně ověřené, vést jejich evidenci a předkládat je k ověření v řádných termínech, – stanovit způsob návaznosti používaných pracovních měřidel - zabezpečovat kalibraci pracovních měřidel a pracovních etalonů, – zabezpečovat prvotní ověření nebo prvotní kalibraci měřidel z dovozu, pokud nebyla zajištěna výrobcem,
47
–
vytvářet metrologické předpoklady pro ochranu zdraví pracovníků, bezpečnosti práce a životního prostředí přiměřeně ke své činnosti, – umožňovat plnění úkolů pracovníkům státních metrologických orgánů, zahrnující umožnění vstupu do provozních prostor a objektů podniku a předávání potřebných informací. Příslušné povinnosti vyplývají ze zákona o metrologii výrobcům, opravcům a dovozcům měřidel, jakož i výrobcům a dovozcům referenčních materiálů. Další úkoly jsou podniky nuceny řešit v souvislosti se zaváděním norem ČSN EN ISO řady 9OOO obsahující modely k řešení otázek jakosti při dodavatelsko-odběratelských vztazích (zvyšování efektivnosti systému managementu jakosti při plnění požadavků zákazníka). Další požadavky na metrologické zabezpečení vyplývají z norem ČSN ISO lOOl2-l ČSN ISO lOOl2-2, obsahující požadavky na jakost měřicích zařízení u dodavatele, který má zajistit, aby měření byla prováděna s odpovídající přesností. Pod pojmem "metrologická konfirmace", jejíž zabezpečení norma ČSN ISO lOOl2-1 vyžaduje, se rozumí soubor činností potřebných k tomu, aby každé měřidlo (pracovní měřidla, etalony, referenční materiály) vyhovovalo zamyšlenému používání. Metrologická konfirmace zahrnuje mj. kalibraci a další operace, jako je posouzení zjištěných chyb, justování, seřizování, popř. opravu a následnou rekalibraci. Norma ČSN ISO lOOl2-2 je zaměřena na směrnice pro řízení procesů měření.
10.1 Postup při zpracovávání řádu podnikové metrologie Vlastnímu zpracování řádu podnikové metrologie, ale i jiných důležitých metrologických předpisů by měl předcházet důkladný rozbor metrologické situace. Metrologické rozbory v podniku se provádějí obvykle ve dvou úrovních : – –
metrologický rozbor požadované přesnosti výrobního procesu a výrobků, metrologický rozbor potřeb pro kalibraci, popř. ověřování měřidel.
Na základě analýzy přesnosti výroby se posoudí, zda současná úroveň měřicí techniky (měřidel a měřicích metod, popř. měřicích postupů) odpovídá požadavkům. Přitom se dbá, aby měřicí a kontrolní operace byly srovnatelné s ostatními částmi výrobního procesu jak z hlediska dosahované přesnosti, tak i z technického hlediska, např. stupně automatizace a z hlediska pořizovacích a provozních nákladů. Při vytváření optimálního metrologického řádu je třeba stanovit a specifikovat: – počty měřidel v podniku, včetně jejich kategorizace dle zákona o metrologii, – jejich přesnost a metrologický stav, – frekvenci používání měřidel s přihlédnutím k potřebám výrobního procesu, ke kvalifikaci pracovníků, kteří tato měřidla používají a k prostředí, ve kterém se provádí měření. Návrh řádu podnikové zpracovává metrolog podniku nebo pověřený pracovník útvaru řízení jakosti. Vzhledem k tomu, že jde o organizační normu, je nutno rovněž posoudí návrh z hlediska požadavků kladených na podnikové organizační normy. Po zpracování konečného návrhu je důležitou etapou připomínkové řízení, na kterém se podílejí všechny odborné útvary podniku, kterých se projednávaná problematika týká. Ustanovení metrologického řádu jsou závazné pro všechny pracoviště a pracovníky organizace. Po dobu platnosti metrologického řádu má jeho zpracovatel ještě další povinnosti : – ustanovení metrologického řádu jsou závazné pro všechna pracoviště a pracovníky organizace, – kontrolovat, jak je řád podnikové metrologie dodržován a projednávat nápravná opatření k odstraňování zjištěných nedostatků, – podávat pracovníkům podniku výklad k jeho jednotlivým částem, – udržovat řád podnikové metrologie v aktuálním stavu a podle potřeby jej novelizovat.
48
Kategorizace měřicích prostředků Při přípravě řádu podnikové metrologie se vychází z kategorizace měřidel uvedených v zákoně o metrologii (etalony, stanovená pracovní měřidla a nestanovená pracovní měřidla, certifikované referenční materiály a ostatní referenční materiály), ale i z dalších druhů, zejména tzv. kontrolních měřidel. Pojmem kontrolní měřidla jsou označena měřidla, jimiž se můžeme přesvědčit (zpravidla namátkově), zda na určitém místě reprodukčního procesu je zajištěna přesnost a jednotnost měření, hlavně zda měřidlo neztratilo své předepsané metrologické vlastnosti a zda se nemá vyžádat před uplynutím předepsané lhůty nové ověření nebo nová kalibrace. Tato kontrola by se měla provádět zejména na důležitých místech výrobního cyklu z hlediska rizik vzniku neshodného výrobku a dále u měřidel, na která jsou kladeny vyšší požadavky z hlediska přesnosti a spolehlivosti (popř. u měřidel častěji používaných, měřidel nasazených trvale v provozu a vystavených různým nepříznivým vlivům, např. vibracím, značnému kolísání teploty, nadměrné vlhkosti apod.). Na správnost funkce kontrolních měřidel by měly být kladeny vyšší nároky než na funkci pracovních měřidel nestanovených. Proto by se měla uvážit relativní přesnost kontrolních měřidel vůči měřidlům pracovním a s přihlédnutím k tomu by se měly stanovit i jejich kalibrační lhůty.
Stanovení rekalibračních intervalů Nezbytnou součásti řádu podnikové metrologie je stanovení rekalibračních intervalů pro pracovní měřidla nestanovená, tj. maximální doby mezi dvěma po sobě následujícími kalibracemi Rekalibrační intervaly jsou ovlivňovány mnoha faktory, např.: – typem měřidla, – doporučením výrobce měřidla, – informacemi plynoucími z předchozích záznamů o kalibraci, tzv. tendence stability, – záznamy o průběhu předchozí údržby a servisu měřidla, – rozsahem a náročností používání měřidla, – sklonem měřidla k opotřebování funkčních ploch a k driftu (kolísání), – četností a způsobem interních kontrolních měření, – hodnotami ovlivňujících veličin, např. teploty, vlhkosti, vibrací apod., – požadovanou přesností měření, prováděných daným měřidlem, – náklady na kalibrační operace atd. Z uvedeného výčtu faktorů je zřejmé, že bude obtížné vypracovat obecně platný přehled použitelných rekalibračních intervalů. Je proto mnohem účelnější navrhnout způsob jak tyto intervaly stanovit a pak se následně přesvědčit o správnosti navrženého intervalu. Existují dvě základní a přitom protichůdná kritéria, která je třeba vzít v úvahu při stanovení rekalibračních intervalů: – co nejméně riskovat překročení tolerancí měřidla během jeho používání, – co nejvíce snížit náklady na kalibraci.
Návaznost měřidel Při stanovení návaznosti měřidel v rámci určitého podniku se vychází ze schémat návaznosti pro daný typ měřidel. Schémata návaznosti jsou dokumenty normativně-technického charakteru, které stanovují způsob předávání hodnoty příslušné veličiny, resp. jednotky od státního, popř. primárního etalonu až po pracovní měřidlo. Jde o stupňovitý přenos s vhodně voleným počtem stupňů, resp. etalonážních řádů. Pro každý řád se ve schématu návaznosti specifikují druhy měřidel, jejich měřicí rozsahy, nejistoty přenosu a požadované metrologické vlastnosti. Řád podnikové metrologie má své nezastupitelné místo mezi podnikovými organizačními směrnicemi, které přispívají k unifikaci, racionálnímu provádění i k účelné koordinaci jednotlivých odborných činností. Význam řádu podnikové metrologie se podstatně zvyšuje, certifikuje-li se v daném podniku systém jakosti nebo výrobků nebo akreditují-li se jeho zkušební nebo metrologické laboratoře, např. podle norem ČSN EN řady 45 OOO.
49
Řád podnikové metrologie se často stává přílohou příručky jakosti, popř. vytváří její samostatnou část, tím se jeho význam rozšiřuje i do oblasti péče o jakost.
11 Lidský činitel v systému jakosti Pod pojmem lidský činitel se rozumí příprava, výchova a výběr pracovníků, pracovní motivace, péče o pracovní a mimopracovní podmínky, rozvoj pracovní iniciativy a účast na řízení. Tvořivý přístup člověka k vykonávané práci závisí hlavně na: – kvalifikaci, – informovanosti, – komunikace, – motivaci.
11.1 Kvalifikace Kriteria: -
vzdělání, praxe, produktivita (úspěšnost a tempo plnění úkolů), přesnost a svědomitost, samostatnost, spolupráce – týmová práce, zdravá ctižádost, vlastní iniciativa, organizační schopnosti.
Důležitou roli hraje: - znalost postupů prevence jakosti, důkladné osvojení metod a prostředků kontroly jakosti, ovládání metod operačního výzkumu v celku a statistických metod analýzy a kontroly přesnosti a spolehlivosti výrobků zvlášť.
11.2 Informovanost - komunikace Informovanost: – aby mohl pracovník svoji kvalifikaci uplatnit v jakosti práce, musí mít objektivní představu o charakteristikách jakosti a informace o tom, jaké jakosti se dosahuje, – pracovníci potřebují znát alespoň základní informace o situaci, perspektivě svého pracoviště i celého podniku, – lidé potřebují být alespoň rámcově informováni nejen o výsledcích svého podniku, ale především o svých výsledcích v porovnání s jinými, o vlastních možnostech, svých perspektivách, o to co se od nich očekává. KOMUNIKACE A INFORMOVANOST JSOU ÚZCE PROVÁZANÉ POJMY. Volná a otevřená komunikace znamená: – volný pohyb informací zdola nahoru a opačně a všemi směry, – zpětnou vazbu, – lidé v podniku si nejsou lhostejní, všímají si jeden druhého, vzájemně se respektují. Opatření pro úspěšnou komunikaci: podporujte otevřenou komunikaci, buďte přístupní i stížnostem, při zadávání instrukcí buďte rozhodní (nemumlejte, nezdůvodňujte), ve vztahu k podřízeným i nadřízeným dbejte na jejich informovanost, odstraňte z pracoviště stres a nejistoty, chcete-li něco vyzískat z nesouhlasné argumentace vůči partnerovi, vyhněte se ji, respektujte názor partnera, nemáte-li pravdu, přiznejte ji,
50
začínejte jednání vždy přátelsky, pozitivním oceněním, nechte hovořit více svého partnera, projevte sympatie k jeho názorům, k nesouhlasu směřujte otázkami, povzbuzujte každé zlepšení, jednejte tak, že případné chyby budou snadno napravitelné.
11.3 Motivace Motivace: – skládá se z materiálních a morálních stimulů, které na jakost působí kladně nebo záporně, přičemž v každém případě jde o odměny či uznání nebo postihy nebo tresty, – motivační procesy a programy hrají velmi důležitou a ničím nezastupitelnou roli při motivaci lidí, – vedoucí pracovník může motivovat jen na základě toho, co zaměstnanci potřebují, co je uvádí do pohybu, jaké zájmy chtějí ve své práci realizovat, – umění zdatného vedoucího je spojit zájmy spolupracovníků s cíli podniku tak, aby při dosahování pracovních cílů současně dosahoval i vysokého osobního uspokojení, – vedoucí pracovník musí vycházet z faktu, že zaměstnanci jsou různí, rovněž i jejich potřeby se značně odlišují (je nutné zaměstnance důkladně poznat a motivovat je podle jejich vlastních hodnotových stupnic). Obecné potřeby zaměstnanců vedle peněžní odměny: smysluplná a tvůrčí práce: – lidé potřebují cítit, že se věnují něčemu, co má smysl, – lidé chtějí přispívat svou činností k něčemu významnému, – lidé chtějí mít pocit, že mají svůj „tvůrčí“ podíl na konečném úspěchu svého podniku. pocit vzájemné důvěry: – lidé potřebují mít určitou oblast, v které si sami rozhodují, kladou si cíle a dosahují jich, – lidé chtějí nést alespoň část odpovědnosti za svou práci a zároveň cítit hrdost z vlastní úspěšně vykonané práce, – málokterý pracovník má nad sebou rád častou a mnohdy zcela zbytečnou kontrolu včetně případných projevů nedůvěry. pocit uznání: – každý člověk potřebuje alespoň trochu uznání a chvály za svou práci, – každý člověk potřebuje bytostně vnímat pocit, že je v něčem dobrý, v něčem velmi dobrý a alespoň v něčem se moci považovat za vynikajícího, – u některých lidí zaujímá právě tento pocit významné místo v jejich hodnotové stupnici. pocit jistoty a bezpečí: – jde o jednu z nejvýznamnějších potřeb zaměstnanců (aktuální v současné době), – lidé potřebují vnímat klima jako přátelské, bez vážných hrozeb ztráty zaměstnání, bez jakýchkoli výkyvů, s jednoduchými, srozumitelnými a poctivými pravidly, – nejistota bývá živnou půdou pro nejrůznější pomluvy, je zdrojem obav zaměstnanců z jejich nových rolí a úkolů, – pocit nejistoty je spojen s nižší produktivitou (zaměstnanci ztrácejí spousty času ve snaze zjistit, co se připravuje). Motivovat lidi vyžaduje oceňovat jejich výsledky, iniciativu a pokrok, kterých dosahují, mnohem častěji a účinněji než dosud. Peněžní forma motivace zůstává základní formou odměňování avšak nevytváří motivaci na dobrou a kvalitní práci. Dosahování efektů ve výrobě a s tím spojenou vysokou jakost není možno zajistit individuální prací jednotlivce, ale naopak účelným spojením schopností, dovedností a znalostí jednotlivců formou týmové práce (zvýšení pravděpodobnosti provedení správného rozhodnutí a snížení
51
pravděpodobnosti přijetí špatného řešení). Práce v týmu přináší uznání a ocenění jednotlivců a kolektivního úsilí.
Základní zásady týmové práce v oblasti řízení jakosti (dle Ishikawy ): – – – – –
celopodnikové řízení jakosti (uplatňování TQC – Total Quality Control, TQM – Total Quality Management), prověrky (audity) řízení jakosti, vzdělávání a výcvik, využití statistických metod, aplikace kroužků jakosti (týmů zlepšování jakosti).
Kroužky jakosti: – – –
malé skupiny pracovníků, dobrovolně uskutečňující řízení jakosti na společném pracovišti, pracující trvale jako součást systému řízení jakosti na sebezdokonalování a vzájemném zdokonalování při využití metod řízení jakosti a za aktivní účasti všech svých členů, pravidelně se scházejí a řeší pracovní problémy, které si sami vyberou.
12 Metrologický konfirmační systém 12.1 Základní termíny metrologického konfirmačního systému metrologická konfirmace (metrological confirmation): – soubor činnosti požadovaných k zajištění toho, aby daná položka měřicího vybavení byla v souladu s požadavky na zamýšlené používání, – tento termín zahrnuje mimo jiné kalibraci, jakékoliv justování nebo opravu a následnou rekalibraci, požadované plombování a opatřování štítkem atd., – termín má podobný význam jako „ověřování měřidel“, ale neobsahuje požadavek, aby tyto operace provedl „metrologický orgán“ nebo aby měřidlo bylo opatřeno ověřovací značkou. měřicí vybavení, měřicí zařízení (measuring equipment): – všechny měřicí přístroje, etalony, referenční materiály, pomocné přístrojové vybavení a instrukce, které jsou nutné pro provádění měření, – termín zahrnuje měřicí vybavení používané v průběhu zkoušení a kontroly, jakož i při kalibraci. proces měření (measuring process): – soubor vzájemně propojených zdrojů, činností a vlivů, které tvoří měření.
12.2 Určení platnosti norem pro konfirmační systém 12.2.1 ČSN ISO 10012-1: Metrologický konfirmační systém pro měřicí zařízení ČSN ISO 10012-1: – obsahuje požadavky na zabezpečení jakosti pro dodavatele, který má zajistit, aby měření byla prováděna s odpovídající přesnosti a návod na jejich realizaci, – specifikuje hlavní znaky konfirmačního systému, který se má používat pro měřicí vybavení dodavatele, – platí pro měřicí vybavení používané pro prokazování souladu se specifikacemi, – platí pro: zkušební laboratoře (vč. laboratoři poskytující kalibrační služby), dodavatele výrobků, kteří mají zaveden systém jakosti, v rámci něhož se výsledky měření používají pro prokazování shody se stanovenými požadavky (systémy splňující požadavky norem řady ISO 9000 (ISO 9001, ISO 9002 a ISO 9003).
52
Všeobecné požadavky – –
dodavatel musí vést dokumentaci o zavádění této normy, dokumentace musí být přesná (jedná se o jednotlivá zařízení, o rozdělení odpovědnosti a o činnosti, které se mají provádět).
Měřicí vybavení – –
musí mít požadované metrologické charakteristiky (přesnost, stálost, rozsah, rozlišitelnost atd.), zařízení a dokumentace se musí udržovat tak, aby se vzaly v úvahu všechny korekce, podmínky používání vč. podmínek okolního prostředí.
Konfirmační systém – – –
dodavatel musí vytvořit a udržovat efektivní dokumentovaný systém pro řízení, konfirmaci a používání měřicího zařízení (vč. etalonů), pro každé měřicí zařízení musí být určen „pověřený pracovník“, který zajistí, že konfirmace budou prováděny v souladu se systémem, dodavatel musí zajistit provádění pravidelného a systematického prověřování konfirmačního systému.
Nejistota měření –
při provádění měření a při uvádění výsledků a jejich využívání musí být brány v úvahu všechny závažné nejistoty v procesu měření (vč. etalonů a těch, k nimž přispějí pracovníci, postupy, prostředí atd.).
Záznamy Zaznamenané informace o konfirmaci musí obsahovat: – popis a zvláštní identifikaci zařízení, – datum ukončení každé konfirmace, – výsledky kalibrace dosažené po každém justování, opravě, – určený konfirmační interval, – identifikaci konfirmačního postupu, – stanovené meze dovolené chyby, – zdroj kalibrace používaný pro dosažení návaznosti, – podmínky okolního prostředí, vč. údajů o všech nutných korekcích, – údaj o nejistotách uvažovaných při kalibraci zařízení, – údaje o údržbě (servis, seřizování, opravy), – identifikaci osob provádějících konfirmaci, osob odpovídajících za zajištění správnosti informací.
Neshodná měřicí zařízení Všechny položky měřicího vybavení, – které byly poškozeny, – které byly přetíženy nebo s nimi bylo špatně zacházeno, – které špatně fungují, – o jejichž správné funkci jsou pochybnosti, – které překročily určený konfirmační interval nebo jejich zabezpečovací značka byla poškozena. – –
musí být odstraněny z provozu vyřazením, opatřena nápadným štítkem nebo označením, nesmí být vrácena do provozu, dokud nebudou odstraněny důvody jeho neshody a nebude znovu provedena konfirmace.
53
Označování štítkem po konfirmaci Zařízení musí být spolehlivě a trvale opatřena štítkem (kódem) vyznačující stav jejich konfirmace. Štítek musí – udávat termín další konfirmace, – identifikovat oprávněného pracovníka, – datum poslední konfirmace. Měřicí zařízení, která nepodléhá konfirmaci musí být jasně odlišitelná od zařízení, která vyžadují konfirmaci, ale jejich štítek se ztratil nebo odpadl.
Konfirmační intervaly – – – –
měřicí zařízení (vč. etalonů) musí být konfirmovány v příslušných – pravidelných intervalech stanovených na základě jejich stálosti, účelu a použití, intervaly musí být takové, že konfirmace bude provedena před jakoukoliv možnou změnou přesnosti dle výsledků předchozí konfirmace (intervaly se musí dle potřeby zkrátit k zajištění trvalé přesnosti), konfirmační intervaly se nesmí prodlužovat, pokud výsledky kalibrací při předchozích konfirmacích neposkytnou jednoznačné údaje, dodavatel musí mít zpracovány kriteria pro volbu konfirmačních intervalů.
Skladování a manipulace –
dodavatel musí vytvořit a udržovat systém pro přijímání, manipulaci, dopravu, skladování, odesílání svých měřicích zařízení, aby se zabránilo zneužití, nesprávnému použití, poškození a změnám rozměrových a funkčních charakteristik
Návaznost – – –
všechna měřicí zařízení se musí podrobit kalibraci s použitím etalonů, které navazují na mezinárodní (národní) etalon – (doporučené CGPM-Mezinárodní konference pro váhy a míry), všechny etalony používané v konfirmačním systému musí mít certifikáty, protokoly nebo evidenční listy zařízení, osvědčující zdroj, datum, nejistotu a podmínky, při nichž byly výsledky získány, každý dokument musí být podepsán osobou osvědčující správnost výsledků.
Podmínky okolního prostředí – –
–
etalony a měřicí zařízení musí být kalibrovány, justovány a používány v regulovaném prostředí v rozsahu nutném pro zajištění platných výsledků měření, pozornost musí být věnována: teplotě, rychlosti změny teploty, vlhkosti, osvětlení, vibracím, prašnosti, čistotě, elektromagnetickým poruchám atd. faktory musí být průběžně sledovány a zaznamenávány (dle nutnosti aplikovat korekce) záznamy musí obsahovat jak původní, tak i korigované údaje.
Pracovníci
dodavatel musí zajistit aby všechny konfirmace prováděl kolektiv pracovníků s příslušnou kvalifikací, výcvikem, zkušenostmi, schopnostmi a pod dohledem.
54
12.2.2 ČSN ISO 100012-2: Směrnice pro řízení procesů měření ČSN ISO 100012-2: – obsahuje doporučení pro zabezpečování jakosti, které může použít dodavatel při poskytování úplného ujištění, že provádí měření s určenou přesnosti, vč. návodu na realizaci těchto doporučení, – je určena k použití jako pokynu pro management jakosti nebo dokument s požadavky týkajícími se smlouvy mezi dodavatelem a zákazníkem, – platí pro procesy měření, – pojednává o prvcích, které mohou ovlivnit výsledky měření (postupy měření, pracovníci atd.), – platí pro: organizace, kde se měření používá pro prokazování shody, dodavatele výrobků, kteří mají zaveden systém jakosti, v rámci něhož se výsledky měření používají pro prokazování shody se stanovenými požadavky (systémy splňující požadavky ISO 9001, ISO 9002 a ISO 9003).
Všeobecné doporučení
dodavatel by měl vytvořit a dokumentovat cílová kriteria výkonnosti,postupy pro procesy měření a řízení procesů měření, dodavatel by měl zajistit,aby všechny postupy pro procesy měření byly přiměřené svému účelu a obsahovaly dostatečné informace pro zajištění jejich správného uplatnění, postupy by měly být podle potřeby dostupné pracovníkům provádějícím měření a pracovníkům zabývajícím se řízením procesů měření.
Dokumentace
dodavatel by měl vést dokumentaci o zavádění normy ČSN ISO 10012-2 jako součást systému řízení jakosti, v dokumentaci má být uvedeno přidělení odpovědnosti a opatření, která je třeba přijmout.
Procesy měření
popsána by měly být funkční charakteristiky požadované pro zamýšlený proces měření, procesy měření a dokumentace se mají udržovat, aby byly zohledněny všechny korekce, podmínky používání (vč. podmínek prostředí), každý proces měření by měl být specifikován a dokumentován, specifikace měření má zahrnovat identifikaci příslušného vybavení, postupů měření, softwaru pro měření, podmínek používání, schopnosti obsluhy a dalších faktorů ovlivňujících spolehlivost měření.
Návrh a uspořádání procesu měření – –
dodavatel by měl stanovit meze nejistoty a funkční požadavky na procesy měření dle potřeb zákazníka, procesy měření mají být plně dokumentovány a dle potřeby odsouhlaseny zákazníkem (procesy měření, které jsou pro dodavatele nové nebo nejsou k dispozici dostatečné údaje o procesu).
Metrologický konfirmační systém (návaznost na ČSN ISO 10012-1)
všechna měřicí vybavení důležitá pro správnou funkci procesu měření se mají konfirmovat dle ČSN ISO 100012-1, dodavatel má být schopen prokázat, že funkčnost systému pro řízení procesů měření je dosažena, u každého procesu měření, který podléhá řízení, by měl dodavatel identifikovat prvky procesu měření vč. stanovení odpovídajících mezí, prvky mohou zahrnovat vlivy obsluhy, vybavení, podmínek okolního prostředí, ovlivňujících veličin atd., dodavatel by měl dokumentovat zdroje možné proměnlivosti měření a dokumentovat, jak jsou podíly nejistot vyjádřeny v nejistotě měření.
55
Dozor nad procesem měření – – –
řízený proces měření by měl být monitorován v jedné nebo více hodnotách měření veličiny, tyto hodnoty mají být vhodné pro rozsah hodnot, v nichž se proces používá, výsledky se mají zaznamenávat.
Intervaly dozoru –
intervaly kontroly mají být dokumentovány pomoci postupu
Zjištěné poruchy řízených procesů
v případě, že dodavatel zjistí překročení stanovené meze nebo sled kontrol zjistil nepřijatelný rozptyl, u určitého parametru procesu, musí buď přijmout nápravná opatření, tak aby se proces měření vrátil do statisticky zvládnutého stavu nebo potvrdil, že je ve statisticky zvládnutém stavu, dodavatel musí dokumentovat kriteria pro přijímání nápravných opatření včetně jejich dokumentování.
Ověřování procesu měření
výsledky dozoru nad procesem měření a všechny nápravná opatření by měl dodavatel dokumentovat prokázání, že proces trvale splňuje stanovené požadavky, dokumentace o ověřování procesu měření by měla zajišťovat návaznost v mezích stanovené nejistoty.
Identifikace ověřených procesů měření
prvky ověřeného procesu měření mají být jasně identifikovány (samostatně nebo společně), konfirmované přístroje (vybavení) mají být zjevně opatřena štítkem (popř. jiným označením).
Záznamy o řízení procesů měření
dodavatel musí udržovat záznamy pro prokazování souladu s požadavky systému řízení procesů měření vč.: úplného popisu uplatněného systému řízení procesu měření (např. pracovníků obsluhy, jednotlivých měřicích zařízení, použitých kontrolních etalonů, podmínek atd.), příslušných údajů získaných ze systému řízení procesu měření vč. informací o nejistotách měření, všech nápravných opatření, identifikace všech příslušných ověřování a jiných dokumentů, identifikace osob odpovědných za poskytování informací pro účely záznamů, kvalifikaci pracovníků, dodavatel by měl udržovat jasně dokumentované postupy pro uchování a ochranu záznamů (doby uchovávání záznamů se mají stanovit a zaznamenat).
Pracovníci
dodavatel by měl zajistit, aby proces měření řídili pracovníci s odpovídající kvalifikaci, výcvikem, zkušenostmi, nadáním a dohledem) k tomu by měl specifikovat požadavky a měl by zajistit, aby pracovníci specifikaci splňovali.
Periodické přezkoumání systému řízení procesů měření
dodavatel by měl provádět nebo sjednávat provedení pravidelného a systematického prověřování jakosti systému řízení procesu měření, aby se zajistilo jeho trvalé efektivní uplatňování v souladu s normou ČSN ISO10012-2, případné připomínky zákazníka by měl dodavatel přezkoumat a dle potřeby upravit systém řízení měření (vše dokumentovat !).
56
13 Statistické řízení a regulace výrobního procesu Výrobní proces je souhrn činnosti, které uspořádaně a záměrně mění tvar, rozměry, fyzikální vlastnosti atd. vyráběné součásti nebo výrobku. Pro zajištění jakosti výrobního procesu se používají statisticko-matematické metody, které využívají zákonitosti náhodných jevů a objektivních vědeckých postupů. Při řízení a kontrole jakosti se používají tyto základní statistické metody: statistická analýza výrobního procesu, statistická regulace výrobního procesu, statistická přejímka. Cílem statistické analýzy a regulace výrobního procesu je posouzení shody procesu se zadanými jakostními požadavky (na výkresech, ve specifikacích, s technologickými parametry, s výsledky zkoušek výrobku atd.) za použití matematicko-statistických vyhodnocovacích postupů. Výsledek výzkumu schopnosti procesu je rozhodující pro konečné stanovení opravných opatření. Úkolem výzkumu schopnosti procesu spočívá v tom, že je porovnáván celý výrobní proces na výrobu určitého výrobku, tj. společné působení pracovníků, výrobního zařízení, metod, okolních vlivů a materiálů atd. s celkovým posouzením výrobku za použití vyhodnocovacích postupu matematické statistiky se zadanými jakostními požadavky a je provedena analýza dat o schopnosti procesu.
13.1 Zásady systému SPC Na výrobní proces působí celá řada rušivých vlivů, které vyvolávají změny výrobních parametrů, např. při obrábění to může být opotřebení řezného nástroje, teplotní změny, chvění soustavy stroj-nástroj-obrobek, změna celistvosti řezného nástroje, změna homogenity materiálu obrobku apod. Z hlediska regulace výroby a schopnosti procesu existují v podstatě tři typy výrobních procesů: výrobní proces schopný regulace stabilní (typ A), výrobní proces schopný regulace nestabilní (typ B), výrobní proces neschopný regulace nestabilní (typ C). Cílem kontroly jakosti v oblasti statistické regulace je vytvářet výrobní procesy stabilní schopné regulace (typ A). V procesu typu B tříděním součásti na dobré (vyhovující, shodné) a vadné (nevyhovující, neshodné) lze zabezpečit požadovanou jakost jen krátkodobě. Trvalé zlepšení je třeba zajistit tím, že se zjistí příčiny vzniku vad a navrhnout nápravná opatření k jejich odstranění (nestabilní proces typu B se může lepším řízením převést do stabilního stavu – typ A). Razantní řešení vyžadují procesy typu C, které nelze v daném stavu regulovat.
13.2 Vlivy ovlivňující výrobní proces Obecnou vlastnosti všech jevů je variabilita (proměnlivost). Za jinak uspokojivých podmínek (stálý technologický postup, stejné zařízení atd.) vykazují jakostní znaky procesu v čase určitou proměnlivost, která je způsobena různými vlivy, proto žádné dva výrobky nejsou naprosto stejné. S variabilitou je nutno počítat, proto je povolena tolerance hodnot jakostních parametrů. Vlivy způsobující proměnlivost lze rozdělit do dvou skupin: náhodné rozptylové vlivy způsobují, že regulovaná veličina kolísá v určitých mezích, je však stabilní (spojité měřitelné znaky mají vlivem náhodných jevů stejnou pravděpodobnost výskytu), jsou závislé na variabilnosti parametrů procesu, sem patří např. výrobní nepřesnost stroje, výrobní postup, upínací zařízení, nástroj, procesní kapalina, materiál výrobku atd.). vymezitelné rozptylové vlivy
vyskytují se nepravidelně, způsobují náhlou změnu jakostní charakteristiky, mění buď rozdělení hodnot jakostního znaku nebo mění hodnoty původního rozdělení mohou být většinou identifikovány a odstraněny aniž by bylo nutno měnit výrobní proces,
57
tyto vlivy mohou vznikat např. seřízením stroje, změnami na nástroji, změnami jakosti materiálu atd., přítomnost vymezitelných vlivů uvádí proces do nežádoucího stavu (nestabilního) a proto je nutno tyto vlivy zkoumat, odhalit a eliminovat, říkáme, že pod vlivem vymezitelných vlivů je proces mimo statistickou kontrolu (nestabilní popř. nezvládnutý).
14 Nástroje řízení jakosti Základní skupina nástrojů pro řízení jakosti je tvořena sedmi jednoduchými statistickými metodami. Jde o skupinu hlavně jednoduchých grafických metod. Účinnost těchto metod je velmi vysoká a lze pomoci nich analyzovat a odhalovat celou řadu problémů s jakosti. K základním nástrojů řízení jakosti se řadí:
kontrolní tabulky a formuláře pro sběr dat (záznamníky), histogramy, diagramy příčin a následků, vývojové diagramy, Paretova analýza, bodové (korelační) diagramy, regulační diagramy.
14.1 Kontrolní tabulky a formuláře pro sběr dat (záznamníky) Kontrolní tabulky a formuláře pro sběr dat: jsou určeny k systematickému shromažďování dat potřebných pro řízení jakosti, jde o dokumentaci prvotních údajů o jakosti (datum sběru dat, hodina, místo, jméno pracovníka provádějícího sběr dat, způsob zjišťování dat – měřící technika, metoda, číslo stroje, číslo výrobní dávky, informace o výskytu vad, lokalizace vad popř. příčiny vzniku vad atd.), je nutno se vyvarovat informací, které jsou: neúplné, tj. informace získané na základě neúplných údajů, opožděné, tj. informace, které vzhledem k pozdnímu zpracování údajů nejsou k dispozici včas, zkreslené, tj. informace získané na základě nesprávně zjištěných, identifikovaných a nesprávně zpracovaných údajů (tyto jsou nejnebezpečnější), nejčastější oblasti použití záznamníků při zajišťování jakosti jsou : vstupní, operační, výstupní kontrola jakosti polotovarů, součástek hotových dílů, surovin atd., analýza strojů a zařízení, analýza technologického procesu, analýza neshodných jednotek (vadných výrobků), záznam vstupních údajů a výpočet základních charakteristik pro regulační diagramy, zjednodušení je charakterizováno použitím čárek nebo značek a symbolů místo čísel a textových charakteristik, umožňuje mimo jiné záznam velkého počtu dat do jedné tabulky. Kontrolní tabulky (záznamníky) mají tři hlavní oblasti aplikace: jsou nástrojem pro záznamy výsledků jednoduchého čítání různých položek (např. vad, příčin vzniku neshod atd.) – výchozí podklad pro aplikaci např. Paretova analýzy, jsou nástrojem zobrazení rozdělení souboru naměřených hodnot - výchozí podklad pro sestrojení histogramu, jsou nástrojem zobrazení místa výskytu určitých jevů (např. vad) – podávají informace o četnosti výskytu různých druhů vad, zobrazují místa výskytu jednotlivých druhů vad a jejich koncentraci v těchto místech, což významně urychluje odhalení příčin vad a jejich odstranění.
58
14.2 Histogramy Histogramy: představují grafické znázornění intervalového rozdělení četnosti – rozdělení četnosti hodnot znaku jakosti (rozměru výrobku, chemického složení atd.), jde o sloupcové grafy, kde základna jednotlivých sloupců (osa x) odpovídá šířce intervalu h a výška sloupků (osa y) vyjadřuje četnost hodnot sledovaného znaku jakosti v příslušném intervalu, poskytují velmi rychlou informaci o tvaru rozdělení statistického souboru, o jeho statistických charakteristikách (poloze, variabilitě), aplikují se při průběžné kontrole ve výrobním procesu, při studiu způsobilosti procesu, při analýze přesnosti a stability výkonu strojů, při výuce seřizovačů, operátorů a kontrolorů, z histogramu lze vyčíst tyto informace: odhad polohy a rozptylu hodnot sledovaného znaku jakosti nebo parametru procesu, odhad tvaru rozdělení sledovaného znaku jakosti nebo procesu, identifikace změn procesu, srovnáním histogramů mezi sebou a porovnáním odhadů polohy a rozptýlenosti, analýzu tvaru histogramu, prvotní informaci o způsobilosti procesu, Má-li sledovaný znak jakosti (parametr procesu) normální rozdělení - histogram má zvonovitý tvar, který signalizuje, že na proces působí pouze náhodné vlivy a že je ve statisticky zvládnutém stavu. Každá odchylka od tohoto tvaru signalizuje pravděpodobné působení vymezitelných vlivů. Postup při sestavování histogramu: výpočet variačního rozpětí souboru ( podskupiny) R
stanovení počtu třídních intervalů k je možno určit dle pravidla: k 5 log n (n …rozsah zkoumaného souboru), počet intervalu volíme 7-20, stanovení šířky třídního intervalu h, R rozdělíme do intervalu stejné šířky tak, aby xmin leželo v 1. intervalu a xmax v posledním,
R x max x min ,
výpočet šířky intervalu:
h
R , k
sestavení tabulky četnosti, kde zaznamenáme hranice intervalu, střed intervalu a stanovíme četnost v jednotlivých intervalech, sestrojení vlastního histogramu, analýza histogramu.
Analýza histogramu se soustřeďuje hlavně na: centrování histogramu (určuje cílovou hodnotu sledovaného znaku – průměr, medián atd.), šířku histogramu (určuje variabilitu okolo cílové hodnoty – směrodatná odchylka, …), tvar histogramu (umožňuje odhalit některé vymezitelné příčiny ovlivňující proces v daných mezích). Tvar histogramu představuje důležitou informaci o sledovaném souboru dat. Některé základní tvary histogramů včetně možných příčin jejich vzniku jsou v tab. 14.1.
59
Tab14.1 Tvary histogramů a možné příčiny odchylek tvary histogramů
možné příčiny odchylek tento tvar je obrazem normálního rozdělení, variabilita hodnot je způsobena vlivem náhodných příčin, každá z nich se na celkové variabilitě podílí malou měrou.
zvonovitý tvar
tento tvar signalizuje, že výsledný soubor hodnot vznikl spojením dvou nebo více výběrových souborů (data ze dvou linek, od dvou pracovníků atd.)
dvouvrcholový tvar tvar vznikl obvykle spojením několika souborů (zvonovitého tvaru – nárůst opotřebení nástroje) nebo tehdy, když sledovaný parametr je lineární funkci času, příčinou vzniku tohoto tvaru může být nedodržený (neúplný) výrobní postup
plochý tvar
hřebenovitý tvar
asymetrický tvar
pravidelné střídání nižších a vyšších hodnot četnosti v jednotlivých třídních intervalech signalizuje nerespektování přesnosti měření při určování hranic jednotlivých intervalů, nesprávné zaokrouhlování, popř. nerespektování přesnosti měření tvar signalizuje působení objektivních fyzikálních zákonů nebo použití neúplných dat, asymetrické rozdělení hodnot pro daný znak jakosti představuje přirozené chování (např. doby do porušení apod.) – v tomto případě získání asymetrického tvaru odpovídá působení jen náhodných vlivů, další možností je, že získáme asymetrický tvar z znaku, u něhož předpokládáme normální rozdělení – pro tento případ asymetričnost je způsobena vymezitelnými vlivy jednostranně (oboustranně) useknutý tvar signalizuje, že výrobek prošel třídicí kontrolou a tedy že již byly vyřazeny výrobky, jejichž hodnota jakostního znaku přesáhla stanovené toleranční meze, s tímto typem histogramu je možno se setkat při měření v blízkosti hranice citlivosti měřicího zařízení
jednostranně useknutý tvar tento tvar znázorňuje přítomnost odlehlých hodnot ve sledovaném souboru, u těchto hodnot je nutno zjistit, zda do souboru skutečně patří (chybné přepisování dat) nebo vznikly chybným měřením
zvonovitý tvar s izolovanými hodnotami
60
Tab14.1 Tvary histogramů a možné příčiny odchylek - pokračování
tento tvar signalizuje úmyslné zkreslování naměřených dat tak, aby nepřekračovaly stanovené meze
dvouvrcholový s výraznou četností v krajním třídním intervalu
14.3 Vývojový (postupový) diagram Vývojový diagram: – je grafickým zobrazením posloupnosti a vzájemné návaznosti všech kroků určitého procesu, – je cennou pomůckou pro identifikaci procesu a pro nalezení vazeb mezi jednotlivými dílčími kroky procesu, – přispívá k lepšímu pochopení procesu, – měl by být přehledný s jedním začátkem a jedním koncem, – je vhodné jej doplnit maticí odpovědnosti, která jednoznačně identifikuje odpovědnost pracovníků za jednotlivé prováděné činnosti, – lze jej použít k popisu jakéhokoliv procesu, tj. jak pro již existující proces nebo teprve navrhovaný. Vývojový diagram je vhodným nástrojem pro: – analýzu procesu jeho jednotlivých kroků a rozhodovacích uzlů, – identifikaci míst, kde mohou vznikat problémy s jakosti, – zkoumání procesu z hlediska nejvýhodnějšího rozmístění kontrolních bodů, – pro názorné zobrazení procesu, které: přispěje k jeho lepšímu pochopení, pracovníkům zapojeným do procesu vymezí jejich postavení a jejich vnitřní zákazníky, usnadní zaškolení nových pracovníků. Při sestrojování vývojového grafu se doporučuje používat jednotnou symboliku dle ČSN ISO 5807. Ukázka vývojové diagramu obr. 14.1.
61
začátek
zpracování materiálu 2 je materiál OK ?
1 ne
ano 1 zabalení materiálu ne lze opravit?
zabalení materiálu
likvidace materiálu
ano oprava materiálu
konec
konec
2
Obr. 14.1 Ukázka vývojového diagramu o dvou částech
14.4 Diagram příčin a následků (diagram rybí kosti, Ishikawův diagram) Diagram příčin a následků: – je grafickým znázorněním různých faktorů, které ovlivňují výsledek, tj. např. jakost určitého procesu a tím i konečný výsledek procesu, – je nástrojem pro analýzu možných příčin určitého následku, – je základním nástrojem shromažďování informací o procesech, výsledcích, výkonnosti procesu s cílem zdokonalení procesu, – při jeho aplikaci na oblast řízení jakosti lze jej chápat jako metodu analýzy variability procesu, – pomocí něj lze odhalovat vztahy mezi příčinami a následky (hledáme všechny možné příčiny způsobující např. nedodržení tvaru obrobku, výskyt nevyhovujících výrobků ve svařovně atd.), – nemusí řešit jen nedostatky, – pro jeho zpracování je vhodná týmová práce. Diagramy příčin a následků slouží: – pro analýzu variability procesu, – pro klasifikaci procesu (slouží k hlubšímu poznání průběhu procesu, který chceme zdokonalit, odhalí se faktory ovlivňující jakost v každé dílčí operaci), – pro vyšetřování příčin. Základní kroky při sestrojování diagramu: – definujeme jednoznačně problém, který chceme analyzovat a odstranit (hlavní osa ), – tým definuje hlavní příčiny následku, – tyto se nakreslí do diagramu jako vedlejší osa (měření, materiál, zařízení, metody, lidé, prostředí atd.), – určí se všechny možné subpříčiny ve vztahu k hlavním příčinám,
62
–
při definování subpříčin se hledá odpověď na otázky: CO JE PODSTATOU KAŽDÉ HLAVNÍ PŘÍČINY (SUBPŘÍČINY). CO BY MOHLO KE KAŽDÉ HLAVNÍ PŘÍČINĚ (SUBPŘÍČINĚ) PŘISPĚT.
–
ukázka diagramu příčin a následků viz obr.14.2 4
Metoda
Kopírovací papír
Kapalina
Původní nastavení
Doba skladování
Stupeň nesprávnéh o seřízení
Stupeň expozice Doba skladování Metoda skladování
Výška hladiny Doba sušení
Doba používání Znečištění
Jakost papíru
Průhlednost
Znečištění hlavy
Špatná jakost fotokopie
Rychlost Tvrdost tužky
Jakost papíru
Ostrost Stav válce
Pevnost Znečištění lampy Svinování Jas lampy
Znečištění stolu
Prostředí
Doba provozu Originál Materiály
Kopírovací stroj
Obr.14.2 Ukázka diagramu příčin a následků
14.5 Paretův diagram (Paretova analýza) Paretův diagram: je jedním z nejefektivnějších, běžně dostupných a snadno aplikovatelných rozhodovacích nástrojů, umožňuje oddělit podstatné faktory (např. příčiny určitého problému s úrovni jakosti) od méně podstatných a ukázat, kam zaměřit úsilí při odstraňování nedostatků v procesu zabezpečení jakosti, dle Jurana je 80-95% problémů s jakosti způsobena malým počtem příčin (5-20%) – tato malá skupina příčin se označuje jako „životně důležitá menšina“, na tyto příčiny je třeba přednostně zaměřit pozornost, analyzovat je do hloubky, odstranit nebo minimalizovat jejich vliv, pro zbylou část příčin z celkového počtu se vžilo označení „užitečná nebo zanedbatelná většina“, kromě grafického znázornění závažnosti jednotlivých příčin, umožňuje tyto dvě skupiny rozlišit a tím možnost soustředit se přednostně na odstranění těch příčin, které se nejvíce podílejí na sledovaném problému, vstupními daty pro sestrojení Paretova diagramu jsou nejčastěji data o výskytu různých typů neshod nebo jejich příčin u vyráběných výrobků za předem stanovené období.
63
Doporučený postup pro zpracování Paretova diagramu: volba položek (problému), které se mají analyzovat (druh příčiny, výrobní zařízení, pracovník, druh výrobku), volba hodnotícího kriteria (četnost výskytu, náklady, závažnost atd.), volba období, pro které budou údaje zpracovány včetně získání potřebných dat pro hodnocení, seřazení údajů sestupně dle příčin, výpočet kumulovaných součtů všech příčin, sestrojení sloupcového diagramu dle četnosti jednotlivých příčin (v sestupném pořadí) – hodnoty se vynášejí na levou vertikální osu diagramu, sestrojení lomené křivky (tzv. Lorencova křivka) znázorňující průběh hodnot kumulovaných součtů, zakreslení pravé osy diagramu a doplnění stupnice kumulovaných součtů vyjádřených v procentech, volba kriteria pro určení skupiny položek, které představují „životně důležitou menšinu“ a jejich oddělení od položek, které se řadí k „užitečné většině“, touto cestou se rychle lze dostat k rozhodujícím příčinám nejvýznamnějších vad a urychlit tak proces vyhledávání a odstraňování vad a jejich příčin. Volba vhodného kriteria: volba kriteria se řídí hlavně účelem analýzy a možnostem realizace nápravných opatření (finanční, technické aj.), pro prvotní orientaci postačí kriterium 50% (tj. hranici mezi „životně důležitou menšinou“ a užitečnou většinou“ příčin je 50% podíl kumulovaných součtů sestupně seřazených hodnot příčin), grafické vyhodnocení spočívá v zakreslení rovnoběžky s osou x v příslušné úrovni kumulativního součtu v %, v průsečíku s Lorencovou křivkou se spustí kolmice, která příčiny (ukazatele jakosti) rozděluje na příslušné skupiny (vlevo ležící ukazatele včetně zasažených patří do „životně důležité menšiny“),. chceme-li provést analýzu pečlivě a jsme-li schopni zaměřit pozornost na více příčin volíme kriterium 80%. Souhrnná tabulka pro sestrojení Paretova diagramu viz. tab.14.2. Ukázka Paretova diagramu je uvedena na obr.14.3. Dle diagramu při volbě kriteria 50% je nutno se zaměřit na neshody označené A a B, zatímco zvolíme-li kriterium 80%, je nutno se zaměřit na neshody označené A,B,C a D. Tab. 14.2 Souhrnná tabulka pro sestrojení Paretova diagramu druh neshody nedodržení tolerance průměru nedodržení drsnosti nedodržení rozměru drážky nedodržení tvaru nedodržení polohy jiné neshody
označení neshody A
četnost neshody 240
kumulovaná četnost 240
relativní kumulovaná četnost v % 32
B C
180 120
420 540
56 72
D E F
90 60 60 750
630 690 750 -
84 92 100 -
64
750,0
100
80
450,0
60
300,0
40
150,0
20
0
0 A
B
C
D
E
relativní četnost % % relativní kumulovaná četnost
počet neshodných jednotek
Lorentzova součtová křivka 600,0
F
označení neshody
Obr. 14.3 Ukázka Paretova diagramu
14.6 Bodový (korelační) diagramy Bodový diagram: je grafickou metodou, která slouží pro hodnocení vzájemného vztahu mezi dvěma proměnnými, účelem je zkoumat co se stane s jednou proměnnou při změně druhé, rozmístění bodů v bodovém diagramu, které odpovídají jednotlivým dvojícím hodnot příslušných proměnných, charakterizuje směr, tvar a míru těsnosti závislosti mezi sledovanými proměnnými, z hlediska míry těsnosti lze očekávat dva typy závislosti: závislosti pevné (funkční) a závislosti volné (statistické, stochastické), sestrojený bodový diagram podává základní informaci o vzájemné souvislosti dvou sledovaných proměnných, pro posouzení, zda příslušnou závislost lze popsat vhodným matematickým vztahem a zda příslušný popis vyjadřuje statisticky významnou závislost je nutno provést další hodnocení (regresní a korelační analýza). Závislosti pevné (funkční): jsou charakteristické tím, že každé určité hodnotě jedné proměnné lze určit vždy jedinou odpovídající hodnotu druhé proměnné, toto je charakteristické pro případy, kdy mezi oběma proměnnými existuje funkční vztah založeny např. na fyzikálních zákonitostech. Závislosti volné (statistické): s těmito závislostmi se ve většině případů setkáváme v praxi, tyto závislosti jsou charakteristické určitým rozptylem bodů, jehož příčinou je nejčastěji působení řady vlivů, např. vnější podmínky, variability procesu, nepřesnost měřícího zařízení, nepřesnost obsluhy atd.). Základní případy běžně se vyskytujících bodových diagramů viz obr. 14.4 Postup pro sestrojení bodového diagramu: shromáždění odpovídajících údajů o proměnných, jejichž závislost se má zkoumat (cca 30 dvojic údajů), zakreslení os diagramu a jejich označení, volba měřítka na osách tak, aby osy byly přibližně stejně dlouhé a v blízkosti jejich počátku ležely minimální hodnoty odpovídajících proměnných a na jejich konci maximální hodnoty proměnných včetně zakreslení bodů odpovídajících jednotlivým dvojícím údajů, přezkoumání bodového diagramu.
65
y
y
r-1 r+1
x
x
kladná lineární závislost (silná)
záporná lineární závislost (silná)
y
y
r0 r=0
x
x
žádná závislost – korelace neexistuje
nelineární - křivková závislost
Obr. 14.4 Příklady bodových (korelačních) diagramů Nejužívanější mírou závislosti mezi dvěma proměnnými je tzv. koeficient korelace. Aby byl tento koeficient správně použit, musí být splněny tyto předpoklady: soubor, z něhož je náhodný výběr uskutečněn má dvojrozměrné normální rozdělení, závislost je lineární – lze ji vyjádřit regresní přímkou. Výběrový koeficient korelace lze vyjádřit vztahem: n
x i x yi y
r
i1
2 n 2 n x i x y i y i 1 i 1
nebo
r
s xy s 2x s 2y
x a y … výběrové průměry hodnot xi a yi proměnných X a Y, sxy … kovariance, sx, sy … výběrové směrodatné odchylky proměnných X a Y. Koeficient korelace r může nabývat hodnot od –1 do +1. Hodnota r=0 znamená, že mezi proměnnými X a Y není lineární závislost (to neznamená, že závislost neexistuje). Hodnoty r=+1, popř. r=-1 znamená, že mezi proměnnými je lineární závislost: y=a+bx. Stabilita koeficientu korelace se bude zvyšovat s rostoucím rozsahem výběru n. kde:
66
14.7 Regulační diagramy Regulační diagram: – je základním grafickým nástrojem pro oddělení variability (proměnlivosti) procesu vyvolané vymezitelnými vlivy od variability vyvolané náhodnými rozptylovými příčinami, slouží ke stálému grafickému zaznamenání dat z procesu v časovém sledu a zaznamenání klíčových ukazatelů jakosti tak, aby na jejich základě bylo možno daný proces regulovat, je základním nástrojem statistické regulace procesu, využívá se hlavně pro: hodnocení stability procesu, určení, kdy proces vyžaduje zásah, popř. ponechání jeho dosavadního průběhu, potvrzení pro zlepšení procesu. Statistická regulace: představuje preventivní přístup k řízení jakosti, umožňuje včasné odhalení odchylek průběhu procesu od předem stanovené úrovně zásahy do procesu s cílem udržovat jej na požadované a stabilní úrovni, prvotním cílem statistické regulace je minimalizovat počet neshodných výrobků (zmetků), jde o bezprostřední a průběžnou kontrolu procesu založenou na matematicko-statistickém vyhodnocení jakosti produkce, poskytuje informaci pro operativní a včasné zásahy do procesu, cílem statistické regulace je nastolení a udržování procesu na přípustné a stabilní úrovni, tak aby byla zajištěna shoda znaků jakosti s požadavky zákazníka. Při aplikaci regulačních diagramů se využívá principu centrální limitní věty, která zahrnuje tyto aspekty:
rozdělení průměrných hodnot regulované veličiny (znaku) ve výběrech aproximujeme k normálnímu rozdělení tím více, čím je rozsah ve výběru větší (je prokázáno, že již u skupin o velikosti 4-5 jednotek je tento předpoklad splněn), střední hodnota rozdělení výběrových průměrů se rovná střední hodnotě jednotlivých hodnot ( x ),
směrodatná odchylka rozdělení výběrových průměrů x je
n krát menší než směrodatná
odchylka jednotlivých hodnot , platí:
x
(n- velikost výběru)
n
Zavádění statistické regulace Při zavádění statistické regulace se v prvé fázi zaměřujeme na odhalení variability procesu způsobené vymezitelnými vlivy, k tomu slouží regulační diagramy. Pokud působení těchto vlivů je zjištěno, snažíme se je odhalit a odstranit tak, aby proces byl ve stavu, kdy variabilita procesu byla vyvolána pouze vlivy náhodnými. Takový proces, který je ovlivňován jen vlivy náhodnými označujeme jako „proces statisticky zvládnutý“. U statisticky zvládnutého procesu zjišťujeme, zda jde o proces „způsobilý“, tj. variabilita vytváří dostatečnou rezervu vůči předepsaným limitním hodnotám.
67
Sestrojení regulačního diagramu U regulačního diagramu se: na osu x vynášejí pořadová čísla výběrů (podskupin), na ose y se vynášejí hodnoty
sledovaných výběrových charakteristik (výběrový průměr x i , výběrové rozpětí R i , výběrové směrodatné odchylky si, podíl neshodných výrobků (jednotek) ve výběru pi atd.), dále se vyznačí střední (centrální) přímka CL, vynesou se horní a dolní regulační meze (UCL, LCL), které vymezují pásmo, v němž leží s předem stanovenou pravděpodobnosti hodnoty výběrových charakteristik jednotlivých podskupin za předpokladu statisticky zvládnutého procesu, tyto hodnoty jsou rozhodovacím kriteriem, zda provést regulační zásad do procesu či nikoliv.
Fáze statistická regulace procesu Statistická regulace procesu zahrnuje tyto fáze: přípravnou identifikace cíle regulace, stanovení znaku jakosti nebo parametrů procesu, které je nutno shromažďovat, volba vhodné metody měření pro určení hodnot hledaného parametru, volba vhodné délky kontrolního intervalu (dle technologie, délky výrobního cyklu), volba vhodného rozsahu podskupiny, větší rozsah tam, kde požadujeme regulační diagramy citlivější na změny procesu, menší podskupiny tam, kde je provádění kontrolní operace ekonomicky, časově nebo technicky náročné, pokud je to možné používat konstantní velikost podskupin, při regulaci měřením se doporučuje min. 20-25 podskupin, při regulaci srovnáváním se doporučuje 25 podskupin, volba vhodného typu regulačního diagramu.
analýzu a zabezpečení statistické stability procesu: cílem je identifikovat a minimalizovat, popř. odstranit vymezitelné vlivy a vytvořit podmínky, aby se jejich působení nemohlo opakovat, pracuje se s regulačními diagramy,
zabezpečení způsobilosti procesu: součásti zdokonalování procesu pomocí statistické regulace je tzv. analýza způsobilosti procesu, v této fázi zkoumáme, zda proces, který je po předchozích krocích statisticky zvládnutý, je schopen dosahovat požadavků zákazníka,
vlastní statistické regulace pomocí regulačního diagramu: ve vlastní statistické regulaci je proces udržován ve stavu, kdy je statisticky zvládnutý a způsobilý, cílem je pomocí regulačního diagramu signalizovat poruchy ve stabilitě procesu, identifikovat je a odstraňovat,
Analýza regulačního diagramu Při analýze regulačního diagramu zjišťujeme, zda je proces „pod kontrolou“ nebo je „mimo kontrolu“. Stav (proces) není „pod kontrolou“ je signalizován v regulačním diagramu s regulačními mezemi LCL a UCL body ležícími mimo tyto meze. Existují-li v diagramu takové body, je nutno provést analýzu procesu, vyhledat a odstranit příčiny, které signalizuje nestabilitu. Základní pravidlo říká, že vyskytne-li se hodnota výběrové charakteristiky mimo vypočtené regulační meze, působí na proces vymezitelné vlivy (obr. 14.5). Toto překročení je signálem pro zásah do procesu. Analýza tímto nekončí, je nutno zjistit, zda body ležící uvnitř mezí nevykazují tzv. trendy nebo nenáhodné seskupení, která rovněž signalizují přítomnost nežádoucích příčin (obr. 14.5).
68
UCL
UCL
CL
CL
LCL
LCL
1
2
3
4
5
2
7
6
4
6
8
10
12
14
16
12
14
18
periodičnost
proces mimo kontrolu
UCL UCL
UCL
L
L
CL
CL LCL LCL
2
4
6
8
10
12
14
2
trend stoupajících bodů
4
6
8
10
trend klesajících bodů
Obr. 14.5 Regulační diagramy signalizující přítomnost vymezitelných vlivů (proces mimo kontrolu)
V podstatě existují dva typy statistické regulace: statistická regulace měřením: lze použít tehdy, kdy zvolený znak jakosti je měřitelný, vzhledem k vyšší vypovídací hodnotě není nutný vysoký rozsah podskupiny (4–5 hodnot), regulační diagram je tvořen dvěma diagramy (v jednom se v časové závislosti vynáší výběrová charakteristika reprezentující střední polohu hodnot v podskupině a ve druhém výběrová charakteristika reprezentující variabilitu odpovídajících hodnot).
statistická regulace srovnáváním: má univerzální použití (je použitelná jak pro kvantitativní, tak i pro kvalitativní znaky jakosti, tj.stačí rozlišit výrobky na shodné a neshodné nebo stanovit počet neshod ve výběru popř. podíl neshod), údaje mají nižší vypovídací schopnost, tzn. je potřebný větší rozsah podskupin než u statistické regulace měřením, pracuje s jedním regulačním diagramem.
69
14.7.1 Statistická regulace měřením Cílem statistické regulace měřením je řídit proces tak, aby jeho střední hodnota (poloha) a směrodatná odchylka (variabilita) byly v čase stabilní a byly v souladu s požadovanými hodnotami. Nejčastěji používané regulační diagramy měřením:
( x , R) - regulační diagramy pro výběrový průměr a výběrové rozpětí (vhodné pro malé rozsahy podskupin),
( x , s) - regulační diagramy pro výběrový průměr a směrodatnou odchylku (vhodné pro větší rozsahy podskupin - možnost zpracování na počítači),
(~ x , R) – regulační diagramy pro výběrový medián a výběrové rozpětí (alternativa k diagramu ( x ,R) s jednoduššími záznamy a výpočty, diagram pro medián je méně citlivý než pro výběrový průměr).
Tab. 14.3 Vztahy pro výpočet polohy centrální přímky a regulačních mezí pro regulaci měřením diagram
x,R x, s
poloha centrální přímky CL
horní regulační mez UCL
dolní regulační mez LCL
1 k xi k i 1 1 k CL R R R i k i 1 1 k CL x x x i k i 1 1 k CL s s s i k i 1
UCL x x A 2 R
LCL x x A 2 R
UCL R D 4 R
LCL R D 3 R
UCL x x A 3 s
LCL x x A 3 s
UCL s B 4 s
LCL s B 3 s
CL x x
A2, A3, B3, B4, D3, D4 … součinitelé, viz tab.14.5 (tabulka v normě ČSN ISO 8258) Jako příklad je uvedena regulace měřením - regulační diagram ( x , R). Postup u dalších diagramů je obdobný.
Regulační diagram ( x , R) Tyto regulační diagramy se v praxi používají nejčastěji. Diagram pro x umožňuje analýzu polohy procesu, diagram R je nástrojem pro analýzu stejnoměrnosti procesu.
Výpočet výběrových charakteristik hodnot v podskupinách Aritmetický průměr výběru v jednotlivých podskupinách: n
x i, j xi kde:
j1
n
x i … aritmetický průměr hodnot v i-té podskupině, x i , j … j-té hodnota znaku jakosti v i-té podskupině, n…
rozsah podskupiny.
Rozpětí výběru v i-té podskupině:
R i x i max x i min kde:
x i max … maximální hodnota v i-té podskupině, x i min … minimální hodnota v i-té podskupině.
70
Výpočet hodnot centrální přímky a regulačních mezí
x - diagram k
xi
CL x x
i 1
k
LCL x x A 2 R UCL x x A 2 R k
Ri
R
i 1
k
x … průměrná hodnota aritmetických průměrů v podskupinách, R … průměrná hodnota rozpětí v podskupinách,
kde:
k … počet podskupin, A 2 … konstanta, závislá na rozsahu podskupiny (viz tab14.5) R–diagram
CL R R LCL R D 3 R
UCL R D 4 R kde:
D3, D4 … konstanty, závislé na rozsahu podskupiny (viz tab14.5)
UCLR UCLx CLR
CLx
LCLx LCLR 1
5
10
15
1
20
5
10
15
20
číslo podskupiny
číslo podskupiny
regulační diagram x
regulační diagram R
Obr. 14.6 Regulační diagramy x , R
R-diagram, jeho sestrojení a analýza Nejprve se sestrojí regulační diagram R (obr.14.6) a provede se jeho analýza, zda průběh rozpětí hodnot v podskupinách nesignalizuje působení vymezitelných vlivů. Signálem působení těchto vlivů je výskyt bodů vně regulačních mezí. V případě, že všechny body leží uvnitř regulačních mezí, je možno pokračovat analýzou regulačního diagramu x . Pokud tomu tak není, je třeba zahájit tzv. „čistící proces“, tj.: určit čas působení vymezitelných vlivů, odhalit je, provést nápravná opatření, tak aby se tyto vlivy už neopakovaly a vyloučení příslušných podskupin u nichž se tyto vlivy projevily.
71
V případě, že došlo k vyloučení některých podskupin, je třeba toto zohlednit i v údajích pro
x –diagramu a provést přepočet polohy centrální čáry a regulačních mezí pro oba diagramy. Pokud opětovná analýza R-diagramu nevede k odhalení vymezitelných příčin, pokračujeme analýzou x – diagramu.
x –diagram, jeho sestrojení a analýza Při analýze x –diagramu se věnuje pozornost nejen bodům mimo regulační meze, ale pozornost je věnována rovněž nenáhodným seskupením bodů v diagramu. V případě odhalení vymezitelných vlivů provádí se opět „čistící proces“ s cílem odhalení přirozeného chování procesu, tj. stavu, kdy příčinou variability jsou pouze náhodné vlivy. V případě, že analýza obou diagramů již nezjistila signály působení vymezitelných vlivů a v případě, že regulační meze byly stanoveny z dostatečného počtu podskupin, je možno jejich platnost rozšířit na další období pro statistickou regulaci. Pokud bylo vyloučeno větší množství podskupin, je nutno provést nový výběr údajů.
14.7.2 Statistická regulace srovnáváním Získané údaje při kontrole představují pozorování získaná zaznamenáním přítomnosti nebo nepřítomnosti určité vlastnosti (znaku) na každé jednotce v uvažované podskupině. V případě statistické regulace srovnáváním pracujeme s diskrétními náhodnými proměnnými (počet neshod, podíl neshod atd.). Informace lze získat rychleji než při regulaci měřením, ale podávají nám menší množství informací o regulovaném procesu. Rozsah podskupin musí být podstatně větší. Postup při analýze diagramu je obdobný jako v případě regulace měřením, pracujeme však s jedním diagramem. Nejčastěji používané regulační diagramy srovnáváním: (p) – regulační diagram pro podíl neshodných jednotek v podskupině (rozsah skupiny nemusí být konstantní), (np) - regulační diagram pro počet neshodných jednotek v podskupině (konstantní rozsah podskupin), c - regulační diagram pro počet neshod v podskupině (konstantní rozsah podskupin), u - regulační diagram pro průměrný počet neshod připadající na jednotku v podskupině. Tab. 14.4 Vztahy pro výpočet polohy centrální přímky a regulačních mezí pro regulaci srovnáváním diagram
poloha centrální přímky CL
p
horní regulační mez UCL
k
xj CL p
j1 k
UCL p 3
dolní regulační mez LCL
p 1 p
LCL p 3
n
p 1 p
n
nj j1
np
CL n.p c
CL c
1 k xj k j1
1 k cj k j1
u
UCL n.p 3 n.p 1 p
UCL c 3 c
k
cj CL u
j1 k
UCL u 3
nj j1
72
u n
LCL n.p 3 n.p 1 p
LCL c 3 c
LCL u 3
u n
Základní pravidla při realizaci statistické regulace:
přesně specifikovat cíle regulace, jednoznačně vymezit znaky jakosti (parametry) jejichž hodnoty je třeba shromažďovat, jednoznačně specifikovat kontrolní místa v procesu tak, aby byly minimalizovány náklady, vhodně zvolit měřicí metodu pro získání hodnot vybraného znaku jakosti, vhodně zvolit délku intervalu odběru vzorků do podskupin (procesy s nízkou stabilitou – interval kratší), zvolit vhodný rozsah podskupin (čím citlivější chceme mít regulační diagram, tím větší rozsah), při regulaci měřením se doporučuje mít data minimálně z 20-25 podskupin, při regulaci srovnáváním se doporučuje mít k dispozici data z 25 podskupin, zvolit vhodný typ regulačního diagramu, doporučuje se použít regulaci měřením všude tam, kde je to možné i když regulace srovnáváním je snadněji proveditelná, regulace měřením poskytuje o procesu více informací než regulace srovnáváním, regulaci srovnáváním nelze použít tam, kde je malý podíl nevyhovujících výrobků (nízký počet /podíl neshod)
Tab. 14.5 Součinitelé pro výpočet CL, LCL, UCL ( Shewhartovy diagramy) rozsah podskupiny n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
A2 1,880 1,023 0,729 0,577 0,483 0,419 0,373 0,337 0,308 0,285 0,266 0,249 0,235 0,223 0,212 0,203 0,194 0,187 0,180 0,173 0,167 0,162 0,157 0,153
A3 2,659 1,954 1,628 1,427 1,287 1,182 1,099 1,032 0,975 0,927 0,886 0,850 0,817 0,789 0,763 0,739 0,718 0,698 0,680 0,663 0,647 0,633 0,619 0,606
součinitelé pro výpočet CL, LCL, UCL B3 B4 D3 D4 0,000 3,267 0,000 3,267 0,000 2,568 0,000 2,574 0,000 2,266 0,000 2,282 0,000 2,089 0,000 2,114 0,030 1,970 0,000 2,004 0,118 1,882 0,076 1,924 0,185 1,815 0,136 1,864 0,239 1,761 0,184 1,816 0,284 1,716 0,223 1,777 0,321 1,679 0,256 1,744 0,354 1,646 0,283 1,717 0,382 1,618 0,307 1,693 0,406 1,594 0,328 1,672 0,428 1,572 0,347 1,653 0,448 1,552 0,363 1,637 0,466 1,534 0,378 1,622 0,482 1,518 0,391 1,608 0,497 1,503 0,403 1,597 0,510 1,490 0,415 1,585 0,523 1,477 0,425 1,575 0,534 1,466 0,434 1,566 0,545 1,455 0,443 1,557 0,555 1,445 0,451 1,548 0,565 1,435 0,459 1,541
73
C4 0,7979 0,8862 0,9213 0,940 0,9515 0,9594 0,965 0,9693 0,9727 0,9754 0,9776 0,9794 0,9810 0,9823 0,9835 0,9845 0,9854 0,9862 0,9869 0,9876 0,9882 0,9887 0,9892 0,9896
d2 1,128 1,693 2,059 2,326 2,534 2,704 2,847 2,970 3,078 3,173 3,258 3,336 3,407 3,472 3,532 3,588 3,640 3,689 3,735 3,778 3,819 3,858 3,895 3,931
15 Hodnocení způsobilosti procesů, výrobních zařízení a měřidel Způsobilost : je vhodným kriteriem pro hodnocení jakosti procesů, představuje schopnost procesů (výrobního zařízení, měřidla) trvale dosahovat předem stanovených kriterií jakosti Hodnocení způsobilosti procesu: představuje důkaz o tom, že výrobek vznikl ve stabilních výrobních podmínkách zabezpečujících pravidelné dodržování předem stanovených kriterií jakosti, vyjadřuje, s jakou rezervou leží regulační meze uvnitř pásma vymezeného specifikacemi (technickými mezemi), znalost způsobilosti procesu je důležitou informaci pro výrobce (umožňuje vybrat vhodný proces pro výrobu výrobku, odhadnout rizika vzniku neshodných výrobků atd.) Způsobilost výrobního zařízení: – charakterizuje možnost výrobního zařízení, – je vhodným ukazatelem pro jeho hodnocení při nákupu, po opravách, modernizacích atd., – znalost způsobilosti výrobního zařízení a způsobilosti procesu umožňují posoudit míru variability procesu pocházejících z jiných zdrojů (vliv materiálu, obsluhy, údržby zařízení atd.) . Způsobilost měřidla (měřicího zařízení): – charakterizuje vhodnost měřidla pro měření určitého znaku jakosti v daném rozpětí, – její úroveň může výrazně ovlivnit hodnověrnost informací o způsobilosti procesu nebo výrobního zařízení.
15.1 Způsobilost procesu a jeho znaky V případě, že výrobní proces je ovlivňován jen náhodnými vlivy, je charakterizován parametry normálního rozdělení: aritmetický průměr představuje např. při obrábění rozměr, na který je seřízeno výrobní zařízení, směrodatná odchylka vyjadřuje rozptyl hodnot kontrolovaného parametru vzhledem ke střední hodnotě, charakterizuje přesnost výrobního procesu. V systému SPC (Statistic Process Control) jsou charakteristiky, ve kterých hraje směrodatná odchylka významnou roli. Je to jednak relativní variační rozpětí fp a charakteristiky Cp, Cpk. A) Relativní variační rozpětí fp: nemá být větší než 75% (60%) tolerance výrobku u kvantitativních (měřitelných) jakostních znaků a ne více než 75% předepsaných jakostních požadavků u kvalitativních (vypočitatelných) jakostních znaků (např. počet nevyhovujících výrobků, podíl nevyhovujících jednotek vztažených na jednu kontrolu atd.), – vypočteme jej dle vztahu:
fp
6 100 [%] T
kde: T … výrobní tolerance výrobku. Vztah mezi výrobní toleranci a rozptylem je možno vyjádřit graficky viz obr.15.1
74
T=1,33.6 popř. T=1,67.6
a) b) DMR
-3
x
+3
HMR
c)
6=0,75(0,60)T
T 1 1,33 6 0,75 T 1 6 0,60T 1,67 6 0,6 T 6 T 1 6 6 0,75T
Obr. 15.1 Vztah mezi velikosti výrobní tolerance a rozptylem K hodnocení způsobilosti procesu se používají indexy (ukazatele) způsobilosti ( Cp, Cpk), které porovnávají předepsanou přípustnou variabilitu hodnot danou tolerančními mezemi se skutečnou variabilitou sledovaného znaku jakosti dosahovanou u statisticky zvládnutého procesu. Pro hodnocení způsobilosti procesu se doporučuje tento postup: – volba znaku jakosti, – shromažďování údajů, – posouzení statistické zvládnutelnosti procesu např. pomoci regulačních diagramů, – ověření normality rozdělení sledovaného znaku jakosti, – výpočet indexů způsobilosti a jejich porovnání s požadovanými hodnotami. Volba znaku jakosti: – měl by to být znak, jehož hodnota odráží úspěšnost sledovaného procesu (specifikován zákazníkem nebo znak zásadní z hlediska vlastnosti produktu nebo návaznosti na další technologický postup), – sleduje-li se více znaků, je potřeba způsobilost hodnotit pro každý znak samostatně. Shromažďování údajů: – údaje by měly být shromažďovány v průběhu časového období, které je dostatečně dlouhé, aby se v něm projevily všechny běžné zdroje variability ovlivňující proces (změna obsluhy, vlastnosti materiálu, změny prostředí, údržba a seřízení výrobního zařízení, změny technologických parametrů atd.), – v pravidelných časových nebo dávkových intervalech se z výrobního procesu odebírá určitý počet po sobě vyrobených vzorků (tvoří podskupiny) a zjišťují se hodnoty sledovaného znaku jakosti, – dle ČSN ISO 8258 podskupinu by mělo tvořit 4 –5 výrobků a měly by být získány údaje o 25 podskupinách. Posouzení statistické zvládnutelnosti procesu: – shromážděné údaje musí odpovídat statisticky zvládnutému procesu, tj. stavu, v němž variabilita sledovaného znaku je vyvolána pouze náhodnými příčinami, – v tomto případě se jedná o „pravou“ způsobilost procesu, – k ověření statistické zvládnutelnosti se používají regulační diagramy, které umožňují odlišit vliv náhodných příčin od vymezitelných, – pokud proces není statisticky zvládnutý, lze postupnou analýzou vymezitelných příčin, jejich odstraněním a vylučováním příslušných podskupin získat údaje, které odpovídají statisticky zvládnutelnému procesu, – pokud nedojde k výrazné redukci údajů, lze zbylých hodnot využít pro stanovení způsobilosti procesu.
75
Ověření normality rozdělení hodnot: – pokud předpoklad o normalitě rozdělení hodnot není splněn a k výpočtu indexů způsobilosti se použijí standardní vztahy, získaná informace je bezcenná, – přibližné posouzení normality rozdělení hodnot je možno provést na základě tvaru sestrojeného histogramu (zvonovitý tvar), – další možností je grafická metoda s využitím pravděpodobnostní sítě, do níž je transformovaná distribuční funkce normálního rozdělení, – do této sítě se vynášejí údaje o relativní kumulativní četnosti hodnot a posuzuje se, jak dalece vynášené body respektují přímkovou závislost, jež odpovídá normálnímu rozdělení, – exaktním způsobem ověření normality hodnot je použití některých testu dobré shody, např. 2 testu nebo testu založeném na vyhodnocení šikmosti a špičatosti zpracovaných hodnot. B) index způsobilosti Cp
je mírou schopnosti procesu zajistit, aby sledovaný znak jakosti ležel uvnitř tolerančního pole, lze jej počítat jsou-li stanoveny toleranční meze oboustranně, charakterizuje možnosti procesu dané jeho variabilitou, ale neříká nic o tom, jak jsou tyto možnosti využity, bere v úvahu jen rozptyl výrobního procesu a velikost výrobní tolerance,
vypočte se ze vztahu:
Cp
T USL LSL 6 6
kde: T … výrobní tolerance znaku jakosti, USL (HMR) … horní mezní rozměr znaku jakosti, LSL (DMR) … dolní mezní rozměr znaku jakosti, … směrodatná odchylka znaku jakosti.
hodnotu směrodatné odchylky základního souboru většinou neznáme, nahrazuje se vhodným odhadem, směrodatnou odchylku lze odhadnout pomocí vztahů: k 2 sj R s j1 nebo popř. k d2 C4
kde:
R … průměrné rozpětí v podskupinách, s … průměrná hodnota výběrových směrodatných odchylek v podskupinách, d2 , C4 … konstanty závislé na rozsahu podskupiny, sj … výběrová směrodatná odchylka hodnot v j-té podskupině, k … počet podskupin.
skutečná variabilita znaku jakosti je vyjádřena hodnotou 6, jež v případě normálního rozdělení vymezuje oblast v níž s 99,7 % pravděpodobnosti leží všechny hodnoty, index způsobilosti Cp vyjadřuje pouze přesnost procesu, neodhaluje polohu procesu vzhledem k tolerančnímu poli.
C) index způsobilosti Cpk (zohledňuje správnost nastavení)
zohledňuje jak variabilitu, tak umístění hodnot sledovaného znaku jakosti v tolerančním poli a charakterizuje skutečnou způsobilost procesu dodržovat předepsané toleranční meze, určuje polohu střední hodnoty (aritmetického průměru) vzhledem ke středu tolerančního pole T,
76
kromě kolísání výrobního procesu bere v úvahu i polohu střední hodnoty rozdělení četnosti vzhledem ke specifikovaným hodnotám, je schopen poskytnout podrobnější informace o procesu, lze jej počítat jak v případě oboustranných, tak i jednostranných tolerančních mezí, vypočteme jej ze vztahu:
C pk kde:
min USL x; x LSL 3
USL (HMR) … horní mezní rozměr znaku jakosti, LSL (DMR) … dolní mezní rozměr znaku jakosti, … odhad směrodatné odchylky, x … aritmetický průměr.
– – –
hodnota výrobního procesu (skutečná hodnota regulované veličiny) se odhaduje pomoci aritmetického průměru naměřených hodnot výběru x , určitou nevýhodou použití indexu Cpk při posuzování způsobilosti procesu je to, že změna jeho hodnoty může souviset jak se změnou variability, tak se změnou polohy procesu (seřízení mimo střed tolerančního pole), nezměněná hodnota indexu Cpk může souviset se změnou polohy procesu a se změnou proměnlivosti (variability) procesu, v těchto případech je vhodné uvádět oba indexy způsobilosti, index způsobilosti Cpk udává, zda je nebo není seřízeno nejčastěji na střed tolerančního pole (míra bezpečnosti pro překročení tolerančních mezí na straně neshodných výrobků (zmetků), pokud proces není nastaven na střed tolerančního pole, může dojít i při relativně vysoké hodnotě Cp k situaci, že se vyrábí vysoké procento zmetků (neshodných výrobků), na rozdíl od indexu způsobilosti Cp může index způsobilosti Cpk v případech, kdy střední hodnota sledovaného znaku jakosti je posunuta za jednu z předepsaných mezí, nabývat i záporných hodnot.
výrobní proces je způsobilý, když:
zvětšování hodnot charakteristik Cp a Cpk je důkazem zlepšování výrobního procesu,
čím je číslo vyšší, tím je rozptyl výrobního procesu vzhledem k toleranci menší a rozměr je dodržován s reservou, hodnota Cp=1 znamená, že rozptyl výrobního procesu je právě tak velký jako daná tolerance, u hodnot menších než 1 rozptyl přesahuje toleranční meze a musí být regulován.
C p 1,33 popř.1,67
C pk 1,33 popř. 1,67,
C) index způsobilosti Cpm (Taguchiho index způsobilosti) – – –
v případě jeho použití se variabilita sledovaného znaku necharakterizuje rozptylem kolem střední hodnoty, ale rozptylem kolem optimální hodnoty, index zohledňuje variabilitu hodnot sledovaného znaku jakosti a míru dosažení optimální hodnoty, podmínkou jeho použití je to, že optimální hodnota musí ležet ve středu tolerančního rozpětí
C pm –
USL LSL
M …. cílová (optimální) hodnota
6 2 M 2
v případě, že cílová hodnota neleží ve středu tolerančního pole nebo je specifikovaná jedna toleranční mez, zavádí se C*pm
M LSL USL M C*pm min , 3 2 M 2 3 2 M 2
77
Hodnocení způsobilosti procesu v případě sledování kvalitativního znaku – – –
v tomto případě je vhodným kriteriem způsobilosti procesu průměrný podíl neshodných jednotek ve výběru, popř. průměrné hodnoty výběrových charakteristik odpovídajících úrovním centrálních přímek v regulačních diagramech při regulaci srovnáváním, hodnota indexu způsobilosti výrazně závisí na stanovené přípustné mezní hodnotě podílu neshodných jednotek (v řadě případů není toto jednoduché určit). na základě průměrného podílu neshodných jednotek se přímo vypočítá hodnota Cpk:
p p C pk max , 3 p kde:
p
1 p p n
pmax … přípustná mezní hodnota podílu neshodných jednotek,
p … stanovený průměrný podíl neshodných jednotek, p … směrodatná odchylka podílu neshodných jednotek,
n … průměrný rozsah podskupiny. Možnosti dosažení způsobilosti procesu – –
– – –
pokud se zjistí, že proces není způsobilý, je potřeba realizovat opatření, která umožní způsobilosti dosáhnout, je třeba rozlišit případy, kdy nezpůsobilost procesu je způsobena posunem hodnot vůči mezním hodnotám [Cp1,33 (1,67), Cpk1,33(1,67)] nebo vysokou variabilitou sledovaného znaku jakosti [Cp1,33 (1,67), Cpk1,33(1,67)], v prvním případě stačí pouze proces správně seřídit vzhledem k tolerančním mezím, v případě, že charakter procesu seřízení neumožňuje, lze způsobilost dosáhnout i snížením variability, ve druhém případě je k dosažení způsobilosti nutné snížit variabilitu dosahovaných hodnot, což obvykle vyžaduje buď radikální zásah do technologie nebo převod výroby na jiné výrobní zařízení, v první fázi bychom však neměli opomenout prověřit, zda přípustné mezní hodnoty nejsou zbytečně přísné nebo zda se na vysoké variabilitě hodnot sledovaného znaku jakosti nepodílí nevhodný postup či metoda měření nebo nevyhovující měřicí zařízení.
15.2 Způsobilost výrobního zařízení Způsobilost výrobního zařízení: – na rozdíl od způsobilosti procesu se vztahuje k opakovatelnosti produktu za úžeji vymezeného souboru podmínek během kratší doby, – provádí se obvykle před hodnocením způsobilosti procesu, – jeho cílem je poskytnutí důkazu o tom, že výrobní zařízení je schopno vyrábět v požadovaných tolerancích, – provádí se obvykle v těchto situacích: u výrobce výrobního zařízení před dodáním zákazníkovi, po instalaci výrobního zařízení u zákazníka, po určité době provozování výrobního zařízení, po opravách výrobního zařízení, před zahájením výroby nového výrobku. –
vlastnímu shromažďování dat předchází zajištění stabilních podmínek chodu (stejný materiál, obsluha, nastavení výrobního zařízení, stabilní provozní parametry, atd.),
78
– – – – – – – – –
za těchto „modelových“ podmínek se na zařízení vyrobí cca 50 ks výrobků a proměří zvolený znak jakosti, získané údaje se zobrazí do časové řady a provede se analýza průběhu hodnot, analýza slouží k odhalení trendů, periodicity nebo nepravidelností chodu zařízení, poté se naměřené hodnoty rozdělí do „umělých“ podskupin po pěti a pomocí regulačního diagramu se analyzuje, zda proces je statisticky zvládnutý, v případě záporné odpovědi se analyzují vymezitelné příčiny a provádí se nápravná opatření až do dosažení statistické zvládnutosti, obdobně jako u způsobilosti procesů je nutno před výpočtem ověřit normalitu naměřených hodnot, v kladném případě se indexy způsobilosti výrobního zařízení počítají dle stejných vztahů jako pro indexy způsobilosti procesu, indexy způsobilosti výrobního zařízení se označují symboly Cm a Cmk, výrobní zařízení se obvykle považuje za způsobilé v případě, když hodnoty indexů způsobilosti 1,67.
15.3 Způsobilost měřidel Způsobilost měřidel (měřicích zařizení): – vhodnost měřicího zařízení se posuzuje na základě řady statistických vlastností (např. shodnost a správnost měření, linearita, stabilita apod.), – při hodnocení způsobilosti měřidla (měřicího zařízení) se porovnává variabilita měření (shodnost měření v podmínkách opakovatelnosti) s určitou části šířky tolerančního pole sledovaného znaku jakosti, – způsobilost tedy vyjadřuje vhodnost použití měřidla pro kontrolu znaku jakosti v určitém tolerančním rozpětí, – údaje potřebné pro hodnocení způsobilosti se získají opakovaným měřením etalonu o jmenovité hodnotě (pokud možno odpovídající středu tolerančního pole), – měření provádí jeden pracovník v místě používání měřidla (nejlépe 50 měření), – před vlastním výpočtem je vhodné graficky znázornit průběh hodnot pro analýzu trendů, periodicity nebo jiných nenáhodných jevů a dále ověřit normalitu rozdělení naměřených hodnot –
výpočet indexů způsobilosti měřidla:
Cg
C gk kde:
0,2USL LSL 6 g
0,1USL LSL x r x 3 g
USL (HMR) … horní mezní rozměr znaku jakosti, LSL (DMR) … dolní mezní rozměr znaku jakosti, g … směrodatná odchylka naměřených hodnot, xr … jmenovitá hodnota etalonu,
x … aritmetický průměr naměřených hodnot, – –
v případě znalosti směrodatné odchylky způsobilého procesu nahrazuje se toleranční rozpětí ve vztazích hodnotou 6 měřicí zařízení se považuje za způsobilé, pokud indexy způsobilosti Cg (Cgk)1,33.
79
16 Statistická přejímka Přejímka je souhrn úkonů, kde předmětem je zjištěn ní, zda plnění odpovídá stanoveným nebo smluveným podmínkám. Statistická přejímka je výběrová kontrola, při které se rozhoduje o přijetí či nepřijetí dávky produktů – konečných výrobků, komponent a surovin, operací, materiálu ve výrobě, zásob ve skladu, služeb a podobně. Pracuje tedy s postupy (procedurami), při nichž rozhodnutí o přijetí či nepřijetí jsou založena na výsledcích kontroly výběru. Cílem statistické přejímky je rozhodnutí o přijetí či zamítnutí přejímané dodávky nebo dávky produktů dle předem stanoveného přejímacího pravidla. Statistická přejímka je: výběrová (nekontroluje se celá dodávka), statistická (je založena na principu statistické indukce), objektivní (předem jsou mezi dodavatelem a odběratelem dohodnuty přejímací podmínky, za kterých budou dodávky přijaty nebo zamítnuty).
Členění statistických přejímek Dle charakteru znaku jakosti: statistická přejímka srovnáváním (znak jakosti má charakter diskrétní náhodné veličiny), statistická přejímka měřením (znak jakosti je spojitě náhodná veličina). Dle počtu výběrů: přejímka jedním výběrem, přejímka dvojím a několikerým výběrem, přejímka postupným výběrem (sekvenční přejímka). Dle způsobu, jak se nakládá se zamítnutou dodávkou: přejímka bezopravná, nepřijatá dodávka se vrací dodavateli celá, přejímka opravná, nepřijatá dodávka se nevrací, ale provede se 100%-ní kontrola, neshodné jednotky se vytřídí a nahradí se shodnými jednotkami a do další fáze reprodukčního procesu se vlastně předá dodávka 100%-ně bezchybná, tato přejímka představuje filtr, který garantuje, že na výstupu nepřekročí podíl neshodných jednotek v sérii dodávek od jednoho dodavatele v průměru předem stanovenou hodnotu, ať je podíl neshodných jednotek na vstupu jakýkoliv (čím je větší, tím častěji se dodávky pozastavují a opravují).
Výhody statistické přejímky
pro předem stanovené podmínky definuje optimální, tj. nejhospodárnější rozsah kontroly, jakost dodávky je hodnocena na základě objektivních kriterií, jednotlivé přejímky mají stejnou účinnost, dlouhodobé vyhodnocování dává objektivní hodnocení jakosti dodávky, výsledky dlouhodobého vyhodnocování výsledků statistických přejímek umožňují objektivní kvantifikaci úrovně výrobního procesu, při uzavírání smlouvy dodavatele s odběratelem je možné stanovit předem únosné riziko dodavatele (), které stanoví procento zamítnutých dodávek s dostatečnou jakosti a riziko odběratele (), které stanoví procento přijatých dodávek s nepřípustnou jakosti, pokud při kontrole dochází nutně k poškození zboží (destruktivní zkoušky), je výhoda výběrů nesporná (vhodný nástroj pro kontrolu materiálu a surovin, hlavně sypkých hmot).
80
16.1 Statistická přejímka srovnáváním Statistická přejímka srovnáváním je v praxi používána častěji než statistická přejímka měřením z důvodu její jednoduchosti.
16.1.1 Základní pojmy Vada – odchylka znaku jakosti, která způsobuje, že výrobek nesplňuje požadavky pro zamýšlené použití. Neshoda – odchylka znaku jakosti, která způsobuje, že výrobek nesplňuje předepsané požadavky (neshodná jednotka obsahuje alespoň jednu neshodu). Přejímací plán: je jednoznačné pravidlo pro provedení rozhodnutí o přijetí či zamítnutí přejímané dodávky, obsahuje pevně stanovený rozsah výběru a přesně definované přejímací kriterium, většinou se označuje dvojicí čísel (n, Ac). Rozsah výběru (n): počet jednotek produktu vybraných náhodně z přejímané dodávky, náhodný výběr znamená, že všechny jednotky v přejímané dodávce mají stejnou pravděpodobnost, že budou zahrnuty do výběru.
16.1.2 Přejímací kriterium:
přejímací číslo Ac (acceptance number) - nejvýše přípustný počet neshodných jednotek ve výběru, zamítací číslo Re (rejectance number) – nepřípustný počet neshodných jednotek ve výběru
- riziko dodavatele vyjadřuje pravděpodobnost, že dávka, která má určitou přijatelnou úroveň jakosti (AQL) nebo lepší, je přejímacím postupem (nejvýše s pravděpodobnosti ) zamítnuta, AQL (acceptance quality level) – přípustná úroveň jakosti - udává mezní přijatelnou hodnotu průměrného procenta neshodných jednotek ve výrobním procesu, ze kterého se formují dodávky tvořící sérii: předepsání určité hodnoty AQL nesmí vést k závěru, že dodavatel má právo vědomě dodávat nějaké neshodné výrobky), AQL je určitý parametr schématu přejímky a neměl by být zaměňován s průměrnou úrovni výrobního procesu, očekává se, že průměrná úroveň výrobního procesu bude nejvýše rovna AQL, aby se předešlo nadměrnému zamítání dávek, AQL poskytuje údaj o jakosti, která se požaduje ve výrobě, výrobce by měl vyrábět dávky o průměrné jakosti lepší než AQL, přičemž by tato jakost měla být rozumně dosažena, odběratel musí zvážit zpřísněné požadavky na nižší AQL, neboť zvýšené nároky na výrobu zvyšují cenu výrobku, hodnota AQL musí být předem určena v hospodářské smlouvě nebo zodpovědným orgánem (útvar řízení jakosti dodavatele, odběratel nebo zásobovací organizace, nezávislý ověřující nebo certifikující orgán). - riziko odběratele, je pravděpodobnost, že dávka, jejíž jakost je na nepřijatelné úrovni (LQ) nebo dokonce pod touto úrovní (horší), je přijata (nejvýše s pravděpodobnosti ), LQ (limiting quality) – nepřípustná úroveň jakosti - udává dohodnutý minimální podíl nevyhovujících výrobků, který považujeme za nepřijatelný (chceme, aby pravděpodobnost přijetí dodávky s její úrovní jakosti LQ byla rovna β). pA – přípustný podíl neshodných jednotek v dodávce:
pA
AQL 100
81
pR – nepřípustný podíl neshodných jednotek v dodávce (dodávky s podílem neshodných jednotek ve výběru p pR jsou považovány za nevyhovující),
pR
LQ 100
Riziko dodavatele se volí obvykle 5%, riziko odběratele bývá 5% nebo 10%. Na hodnotách AQL, LQ, , závisí parametry přejímacího plánu pA a pR. Hodnoty pA a pR jsou tím blíže k sobě, čím je přejímací plán náročnější na rozsah výběru. Přísnější přejímací plán má malé hodnoty pA a pR, méně přísný plán je má větší.
16.1.3 Operativní charakteristika
Operativní charakteristika přejímacího plánu je grafickým vyjádřením pravděpodobnosti, že bude přijata dodávka s podílem p neshodných jednotek dle aplikovaného přejímacího plánu (n, Ac) – každý přejímací plán má svojí vlastní operativní charakteristiku. Na obr. 16.1 je příklad průběhu operativní charakteristiky. Přejímací plán je přísnější – účinnější (lépe rozliší mezi vyhovujícími a nevyhovujícími dávkami), tím strmější průběh má jeho operativní charakteristika.
0,8
0,6 1-
0,4
pravděpodobnost přijetí dodávky L(p)
1,0
0,2
pA
pR
podíl nevyhovujících jednotek v dodávce p
Obr. 16.1 Operativní charakteristika
16.1.4 Přejímací plán jedním výběrem
přejímací plán jedním výběrem je popsán třemi hodnotami: rozsahem výběru n, přejímacím číslem Ac a zamítacím číslem Re, plán se uskutečňuje náhodným odběrem z dávky (odebrané jednotky – výběrové jednotky výběr), výběr se zkontroluje a stanoví se počet neshodných jednotek, dávka jako celek se přijme, pokud počet neshodných jednotek je menší nebo roven přejímacímu číslu Ac (nepřijímají se jen ty jednotky, které byly zjištěny jako neshodné), dávka jako celek se zamítne, jestliže počet neshodných jednotek je roven nebo větší než zamítací číslo Re, pro přejímací plán jedním výběrem platí: Re=Ac+1, princip přejímky jedním výběrem viz obr. 16.2
82
začátek
provedení výběru o rozsahu n z dávky o rozsahu N
zjištění počtu neshodných jednotek c1 výběru
ano c1Ac
přijetí celé dávky o rozsahu N
ne zamítnutí celé dávky o rozsahu N
konec
Obr. 16.2 Statistická přejímka jedním výběrem -princip
16.1.5 Přejímací plán dvojím (několikerým) výběrem
při prvním výběru se odebírá menší výběr než, který by bylo třeba odebrat při přejímce jedním výběrem, při dostatečně dobré jakosti se dávka přijme, při dostatečně nevyhovující jakosti se dávka zamítne hned po kontrole prvním výběrem, druhý, případně další výběr se odebere pouze v případě mezilehlé jakosti a po jeho přezkoušení se rozhodne o přijetí nebo nepřijetí dávky, princip přejímky dvojím výběrem je zobrazen na obr.16.3 (postup lze zobecnit na k výběrů – přejímka několikerým výběrem).
83
začátek
provedení výběru o rozsahu n1 z dávky o rozsahu N
zjištění počtu neshodných jednotek ve výběru c1 v 1. výběru
ano c1Ac1 ne ne c1Re1 ano provedení výběru o rozsahu n2
zjištění počtu neshodných jednotek c2 ve 2. výběru
ne
ano c1+c2Ac2
zamítnutí celé dávky o rozsahu N
přijetí celé dávky o rozsahu N konec
Obr.16.3 Statistická přejímka dvojím výběrem – princip (n1 – rozsah 1. výběru, Ac1 – přejímací číslo pro 1. výběr, Re1 – zamítací číslo pro 1. výběr, n2 – rozsah 2. výběru, Ac2 – přejímací číslo pro 1. a 2. výběr dohromady)
16.2 Statistická přejímka měřením Statistická přejímka měřením: - základní pojmy stejné jako pro statistickou přejímku srovnáváním, - při stejných zárukách dodavatele a odběratele vyžaduje několikrát menší rozsahy výběrů (je nutno zvážit náklady na realizaci měření – což je náročnější než provedení srovnávání), - je nutno splnit předpoklad o rozdělení znaku jakosti, - musí být splněn požadavek stabilní úrovně jakosti u výrobce, - pracuje se znakem jakosti, který má charakter spojité náhodné veličiny – předpoklad, že rozdělení znaku jakosti v dodávce je normální rozdělení N( ) se střední hodnotou a s rozptylem .
Členění statistické přejímky měřením Dle tolerance: - je předepsána jen jedna toleranční mez USL nebo LSL (jednostranná tolerance), - jsou předepsány hodnoty obou tolerančních mezí současně (oboustranná tolerance).
84
Dle skutečnosti, zda známe nebo neznáme parametry rozdělení znaku jakosti v dodávce: - hodnota směrodatné odchylky znaku jakosti X je známá – přejímací plány se značí „“plány, - hodnota směrodatné odchylky znaku jakosti X je neznámá a je odhadnuta pomocí výběrové směrodatné odchylky s – přejímací plány se značí „s“ plány, - hodnota směrodatné odchylky znaku jakosti X je neznámá a je odhadnuta pomocí průměrného variačního rozpětí R – přejímací plány se značí „R“ plány
Princip statistické přejímky měřením: -
realizuje se volbou vhodného přejímacího plánu (jeho účinnost lze rovněž vyjádřit operativní charakteristikou), je charakterizován dvojicí čísel (n, k) - (n - rozsah náhodného výběru, k - rozhodné číslo (k, ks kR)).
Předpokládejme, že máme předepsánu pouze horní toleranční mez UCL a směrodatnou odchylku znaku X neznáme, proto ji odhadneme pomocí výběrové směrodatné odchylky s.
Postup při přejímce (pro přejímací plán pA, pR) je následující: -
-
stanovíme přípustný a nepřípustný podíl neshodných jednotek v dodávce, pA a pR stanovíme rizika dodavatele a odběratele a stanovíme parametry přejímacího plánu: rozsah výběru - n, rozhodné číslo - ks: 2 k s2 2 u1 u1
n
2
u1p u 1p A R
kde: u1-, u1- ,u1-pA ,u1-pR … kvantily normovaného normálního rozdělení
ks
u 1 u 1 p R u 1 u 1 p A u 1 u 1
- rozhodnutí o přijetí nebo zamítnutí dodávky pak provedeme následovně: při předpisu horní toleranční meze: platí-li platí-li:
USL x k s …….. dodávku přijmeme s USL x k s ……... dodávku zamítneme s
při předpisu dolní toleranční meze: platí-li: platí-li:
x LSL k s …….. dodávku přijmeme s x LSL k s ……... dodávku zamítneme s
85
Literatura: 1. ČSN EN ISO 3274: Geometrické požadavky na výrobky (GPS) – Struktura povrchu: Profilová metoda – Jmenovité charakteristiky dotykových (hrotových) přístrojů. Praha. Český metrologický institut 1999 2. ČSN EN ISO 13565-2: Geometrické požadavky na výrobky (GPS) – Struktura povrchu: Profilová metoda – povrchy mající stratifikované funkční vlastnosti – Část 2: Výškové charakteristiky využívající křivku lineárního materiálového poměru. Praha. Český metrologický institut 1999 3. ČSN EN ISO 12085: Geometrické požadavky na výrobky (GPS) – Struktura povrchu: Profilová metoda – Parametry metody motif.. Praha. Český metrologický institut 1999 4. NOSKIEVIČOVÁ, Darja. TOŠENOVSKÝ, Josef. Statistické metody pro zlepšování jakosti. Montanex a.s., 2000.363 s. ISBN 80-7225-040-X 5. PLURA, Jiří. Sedm základních nástrojů řízení a zlepšování jakosti. Ostrava. DT Ostrava 1996. 39 s. 6. NENADAL, Jaroslav, NOSKIEVIČOVÁ Darja, PETŘÍKOVÁ Růžena, PLURA, Jiří, TOŠENOVSKÝ Josef. Moderní systémy řízení jakosti-Quality Management. Praha: Management Press, Praha 1998, 285 s., ISBN 80-85943-63-8 7. PERNIKÁŘ, Jiří., TYKAL, Miroslav., VAČKÁř, Josef.: Jakost a metrologie. Brno: Brno-CERM 2001, 151s., ISBN 80-214-1997-0 8. BATORA. Bohumil, VASILKO,.Karol: Obrobené povrchy – technologická dedičnosť, funkčnost. Trenčín: Trenčianska univerzita, 2000. 183 s.. ISBN 80-88914-19-1 9. MLČOCH, L., SLIMÁK, I.: Řízení jakosti a strojírenská metrologie. SNTL/ALFA 1987 10. ZVONEČEK, František. ZÍDKOVÁ, Helena. Jakost styl života pro třetí tisíciletí. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni., 2003.139 s. ISBN 80-7043-243-8 11. GORŠ Petr. MM Průmyslové spektrum. č.6 červen 2005 ,s.38-39, CZK65-ISSN 1212-2572, 12. DUDINEC Imrich. Inžinierstvo kvality.Košice:elfa, s.r.o., Košice 2000. 260s. ISBN 80-88964-51-2 13. ČSN ISO 10012-1 Požadavky na zabezpečování jakosti měřicího zařízení – část 1: Metrologický konfirmační systém pro měřicí zařízení (01 0360) (ISO 10012-1:1992) 14. ČSN ISO 10012-2 Zabezpečování jakosti měřicího zařízení – část 2: Směrnice pro řízení procesů měření (01 0360) (ISO 10012-2:1997) 15. Pospíšil Miroslav. Metrologický konfirmační systém.Setkání uživatelů souřadnicových měřicích strojů Brno : PC-DIR Real s.r.o. Brno,s.21-28, ISBN 80-85895-22-6
86
