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工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
摘要：隨著IATF16949：2016新版的發(fā)布，汽車行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量的要求也越來越高.在其相關(guān)參數(shù)及尺寸的設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，若能采用在線SPC仿真系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制，對(duì)其生產(chǎn)質(zhì)量的提升具有積極的作用。文章對(duì)在線SPC統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的構(gòu)造、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及其運(yùn)行效果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，對(duì)于汽車零部件生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的提升都具有非常重要的作用。
關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)過程控制；在線系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌粩?shù)據(jù)庫技術(shù)
隨著汽車的普遍應(yīng)用，汽車零配件市場(chǎng)也在快速的發(fā)展，除了零部件數(shù)量需求的增大，對(duì)于其生產(chǎn)質(zhì)量的要求也在不斷地提升，要保證汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量，保證其能夠滿足客戶的相關(guān)需求，在其生產(chǎn)的過程中，加強(qiáng)生產(chǎn)質(zhì)量的控制，保證其生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，并在此基礎(chǔ)上有效地降低低生產(chǎn)成本是非常重要的，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要建立起完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)，SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于提升汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量具有非常重要的作用，本文就對(duì)其建立及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。
1工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的建立
1.1基礎(chǔ)資料為了對(duì)汽車零配件的生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的控制，本次研究中提出的在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)基于LabVIEW和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)的在線SPC系統(tǒng)具有報(bào)表查詢、數(shù)據(jù)分析、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)維護(hù)、基礎(chǔ)資料設(shè)置等多種功能，并且通過該軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)表自動(dòng)生成、質(zhì)量狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控、制程異常自動(dòng)報(bào)警、改善方案建議等功能。1.2工業(yè)在線SPC的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本次研究中建立的在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，應(yīng)用到了自動(dòng)錄入、電腦錄入、串口量?jī)x錄入等各種數(shù)據(jù)錄入方式，其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)部分組成，主要有：現(xiàn)場(chǎng)SPC工作站、管理層監(jiān)控工作站、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集工作站、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，對(duì)其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器下設(shè)SPC工作站管理層與SPC工作站公司領(lǐng)導(dǎo)層，系統(tǒng)中的各個(gè)單元中的每個(gè)工作站中的串口儀器設(shè)備會(huì)自動(dòng)完成各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，供SPC工作站的管理層及領(lǐng)導(dǎo)層查閱及決策用，應(yīng)用層服務(wù)器中具有各個(gè)SPC工作站管理層，用戶可以通過應(yīng)用服務(wù)器來進(jìn)行SPC工作站管理層各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的查詢，并將其應(yīng)用于實(shí)際的控制管理工作中，對(duì)于整個(gè)控制管理工作具有積極的作用。1.3產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性的識(shí)別建立在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的一個(gè)重要的功能就是要對(duì)產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量特性包含了設(shè)計(jì)和過程兩個(gè)方面。“做對(duì)的事，把事做對(duì)”只有選取了正確的產(chǎn)品質(zhì)量特性，而后進(jìn)行的管控才有意義。關(guān)鍵質(zhì)量特性可以依據(jù)客戶的實(shí)際需求及關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別，在具體的質(zhì)量識(shí)別特性設(shè)計(jì)過程中，還需要參照DFMEA、PFMEA及產(chǎn)品控制計(jì)劃等文件來進(jìn)行確定，這對(duì)于控制系統(tǒng)的工作效率及工作質(zhì)量具有非常重要的影響。
2在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
2.1數(shù)據(jù)的輸入工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入方式有：自動(dòng)錄入、電腦錄入、串口量?jī)x錄入。常用的串口量?jī)x有：數(shù)顯游標(biāo)卡尺與數(shù)顯三爪千分尺，再通過連接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的47.61046接口線來進(jìn)行數(shù)據(jù)的錄入，也可以應(yīng)用RS232來實(shí)現(xiàn)單通道模式的轉(zhuǎn)換并顯示數(shù)值。在實(shí)際的工作過程中，在對(duì)零部件的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)的操作人員應(yīng)用帶有串口的RS232數(shù)據(jù)接口的游標(biāo)卡尺及內(nèi)徑三爪來進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量所得的結(jié)果會(huì)通過一定的傳輸方式傳送至SPC的處理機(jī)上，SPC處理機(jī)會(huì)對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，能夠成功實(shí)現(xiàn)零部件的在線測(cè)量、相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸以及數(shù)據(jù)分析的一體化。2.2數(shù)據(jù)分析以及運(yùn)行過程中的異常反饋在對(duì)零部件進(jìn)行質(zhì)量特性識(shí)別之后，要依據(jù)相關(guān)的識(shí)別結(jié)果來進(jìn)行在線SPC系統(tǒng)的控制圖的選擇及實(shí)現(xiàn)，對(duì)質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施的測(cè)量與監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其是否發(fā)生異常。一旦管制圖的點(diǎn)觸發(fā)八大判異，如：管制點(diǎn)超出控制界限，系統(tǒng)的界面上將該點(diǎn)標(biāo)紅顯示，同時(shí)界面上的報(bào)警按鈕閃動(dòng)，同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)的通過郵件的形式將系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況向過程工程師、設(shè)計(jì)工程師以及管理人員進(jìn)行反饋，同時(shí)給出相應(yīng)的處理建議方案。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能再故障發(fā)生前提前預(yù)警，相關(guān)人員對(duì)異常進(jìn)行判斷處理，采用相應(yīng)的對(duì)策，從而保證生產(chǎn)過程質(zhì)量。2.3系統(tǒng)中異常情況的處理方法如果在線控制系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，發(fā)現(xiàn)了零部件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了異常情況，制造人員以及相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)督管理人員，應(yīng)該立即的異常情況產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效分析，對(duì)于八大判異的不同情況，尋找制程異常的原因，處理并消除異常，消除后重新將系統(tǒng)導(dǎo)入制程。同時(shí)將異常的原因記入過程生產(chǎn)記錄簿并寫入SOP防止異常再次發(fā)生。2.4在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果本文選取一個(gè)簡(jiǎn)單的控制實(shí)例來對(duì)其運(yùn)行效果進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，某汽車零部件的SPC系統(tǒng)零部件的基礎(chǔ)資料為：數(shù)據(jù)精度值為4，控制圖分區(qū)為：A，B，C，百分?jǐn)?shù)顯示精度為：2，顏色設(shè)置為：A區(qū)：紅色，B區(qū)：黃色，C區(qū)：綠色，層別信息為：生產(chǎn)日期、設(shè)備、零件號(hào)、過程變化、單元、操作人員、備注、班次、班產(chǎn)量。其缺陷項(xiàng)目只要有：（1）鑄造，尺寸超差、少肉、砂眼、氣紋、毛坯生銹、漏氣、冷隔、孔偏、多肉、材質(zhì)問題；（2）機(jī)加工，振紋、臺(tái)階、絲錐段、生銹、碰傷、毛刺、法蘭薄、尺寸超差、崩刀、孔偏。異常原因主要表現(xiàn)為：設(shè)備、人為原因、毛坯、量具、檢測(cè)、工裝、工藝、輔料、刀具、車間環(huán)境、操作方法。后將控制圖進(jìn)行八大判異準(zhǔn)則分析，異常點(diǎn)警報(bào)并采取相應(yīng)措施。本次研究中所選實(shí)例的產(chǎn)品關(guān)鍵特性為法蘭孔內(nèi)徑：規(guī)格范圍為內(nèi)徑φ10.95±0.035mm，抽樣頻率為每?jī)尚r(shí)一次，每次抽樣5件，故選用Xbar-R控制圖。質(zhì)量特性為內(nèi)徑：C，代碼為：HG-neijing，規(guī)格類型：雙側(cè)公差，規(guī)格限：10.915-10.985mm，樣本容量：5，計(jì)量單位：mm，顯示精度：5，控制圖：Xbar-RChart，控制標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)：3，質(zhì)量特性狀態(tài)：控制階段，LCL：Xbar:10.98546，R:0;CL：Xbar:10.95228.R:0.0575;UCL：Xbar:10.98546，R:0.1217，層別信息：過程變化，生產(chǎn)日期，零件號(hào)，單元，操作人員，班次，期望Cpk：Cpk=1.67。通過在線SPC仿真系統(tǒng)對(duì)內(nèi)徑為φ10.95±0.035mm的項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，繪制得到其Xbar-R控制界面圖（如圖1所示），圖中有一點(diǎn)觸犯規(guī)則6：連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外，此時(shí)預(yù)警器紅燈閃。同時(shí)，系統(tǒng)將該判異點(diǎn)及觸犯規(guī)則起始點(diǎn)標(biāo)紅叉，并通過郵件的形式將異常情況反饋各相關(guān)的工作人員，經(jīng)過對(duì)故障原因進(jìn)行分析檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該項(xiàng)異常出現(xiàn)的最主要的原因是物料供應(yīng)商的更換，通過對(duì)供應(yīng)商來料質(zhì)量的管控，并將新供應(yīng)商管理制度寫進(jìn)SOP，最終整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。通過工業(yè)在線SPC統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車零部件的生產(chǎn)過程得到有效監(jiān)控，效率得到了有效提升，利用在線系統(tǒng)將出現(xiàn)過異常處理方法都納入了系統(tǒng)庫，有效地防止不不良再次發(fā)生，具有非常好的應(yīng)用效果。
3結(jié)束語
本文針對(duì)工業(yè)在線SPC仿真系統(tǒng)的構(gòu)建、設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，通過該系統(tǒng)能較好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)連續(xù)制造過程生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控，通過管制圖的繪制與判定在不良趨勢(shì)產(chǎn)生前就預(yù)警，能提高產(chǎn)品的一次合格率從而提高生產(chǎn)能效。
參考文獻(xiàn)：
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